Holzbau Atlas 9783034614580

Table of contents :
Teil 1 Kulturelle Dimensionen
Der Werkstoff
Tradition und Vielfalt
Bildtafeln
Der Baustoff Holz - von den Anfängen bis zum 19. Jahrhundert
Vorläufer / Griechenland / Rom
Afrika / Indonesien
Japan/ China
Europa
Teil 2 Grundlagen
Das Vollholz
Der Baum
Der Baumstamm
Inhaltsstoffe
Aufbau
Wandaufbau der Zellen
Anisotropie
Rohdichte
Weitere Bestandteile
Wärme
Feuchte
Holzarten
Nadelhölzer
Laubhölzer
Vollholz und Vollholzprodukte
Holzschutz
Baurecht, Normen und Zulassungen
Brandverhalten
Rundholz, Baurundholz
Bauschnittholz, Vollholz aus Laub- und Nadelholz
Konstruktionsvollholz, KVH®
MassivHolz, MH®
Kreuzbalken
Duo- / Trio-Balken
Brettschichtholz, BS-Holz
Profilbretter
Holzwerkstoffe (HWS)
Drei- und Fünfschichtplatten
Furnierschichtholz FSH und SVL
Bau-Furniersperrholz BF
Stabsperrholz ST
Stäbchensperrholz STAE
Flachpressplatte OSB
Spanplatte-Flachpressplatte FP
Holzwolleleichtbauplatten HWL
Holzfaserplatten
Gipsfaserplatten
Zementfaserplatten
Bauen mit Holz ist zukunftsfähiges Bauen
Holz, der nachwachsende Rohstoff
Holz, der intelligente Stoff
Klimaschutz durch Holznutzung
Zukunftsfähiges Bauen
Ökobilanzierung
Energie- und CO2-Einsparungspotentiale
Verwertung von Holzprodukten
Bauteilentwicklung
Konstruktionsprinzipien
Teil 3 Planungsgrundlagen
Tobias Wiegand Güte und Vergütung von Vollholzprodukten
Einschnitt
Holzfeuchte und Trocknung
Oberflächen-/Querschnitts-bearbeitung
Sortierung
Risse
Klebeverbindungen
Bauholz für Zimmerarbeiten, Gütebedingungen nach DIN 68 365
Holzmerkmale nach DIN EN 942: 1996-06
Sortierung und Zuordnung von Rechenwerten für die Bemessung
Visuelle Sortierung nach der Tragfähigkeit nach künftiger DIN 4074-1
Holzschutz
Gefährdungen und Gefährdungsklassen
Vorbeugende bauliche Maßnahmen
Planung und Herstellung
Transport, Lagerung und Einbau
Niederschläge und Nutzungsfeuchte
Tauwasser
Chemischer Holzschutz
Holzbauteile, Anwendungsbereich und Gefährdungsklasse gemäß DIN 68 800-3
Erforderliche Holzwerkstoffklassen gemäß DIN 68 800-2
Holzschutz: Zusammenwirkende Beanspruchungen von Holz durch mechanische, physikalische, biologische u. chemische Einflüsse
Wärmeverhalten von Gebäuden
Wichtung einzelner Einflussgrößen
Gesetzliche und normative Anforderungen
Energiesparverordnung (EnEV)
Wärmebrücken
Luftdichtheit
Niedrigenergiehäuser
Neues Raumkonditionierungssystem für den Holzbau
Schallschutz
Schallschutz im Holzbau
Grundlagen - Grundbegriffe
Anforderungen an den Schallschutz
Schalltechnisches Verhalten von Bauteilen
Nachweisverfahren für den Schallschutz
Brandschutz
Baustoffklassen
Feuerwiderstandsfähigkeit
Brandschutzkonzepte
Gebäudeklassen
Ausführungshinweise
Holz als Baustoff im Brandfall
Vorfertigung und Montage
Vorteile der Vorfertigung
Wege der Rationalisierung
Architekten, Unternehmer
Planung
Transport
Vorfertigung und Elementierung im mehrgeschossigen Holzskelettbau
Maße und Bauteilfugen
Elementverbindungen
Montageablauf
Teil 4 Tragwerk-Planung
Der Ingenieur -Aufgaben und Anforderungen
Tragwerk-Planung
Übersicht
Gundlagrenermittlung
Projekt- und Entwurfsplanung
Genehmigungs- und Projektplanung
Ausschreibungsunterlagen
Sonderleistungen in der Tragwerk-Planung
Restaurierungs- und Sanierungsmethoden
Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen
Rundholz
Schnittholz
Brettschichtholz
Holzwerkstoffe und Halbzeuge
Ausblick
Verbindungsmittel und Verbindungstechniken
Kriterien für die Detailentwicklung
Handwerkliche Verbindungsmittel
Ingenieurmäßige Verbindungsmittel und Bauweisen
Stablisierung- und Aussteifungselemente
Vertikale Tragsysteme
Vertikale Tragsysteme rechtwinklig zum Haupttragsystem
Horizontal und schrägliegende Tragsysteme
In der Form und Geometrie des Hauptragsystems erzeugte Stabilität
Stabilität durch räumliches Tragverhalten
Ausblick
Teil 5 Gebaute Beispiele: Tragwerk
Tragwerke
Systematik
Stützen
Stäbe- und Stabbündel
Einfeldträger
Mehrfeldträger
Gelenkträger
Kragträger
Gelenkstabzüge
Eingelenkrahmen
Zweige lenkrahmen
Dreigelenkrahmen
Rahmenfachwerk
Zweige lenkbögen
Dreigelenkbögen
Hängewerke
Scheiben und Platten
Trägerroste
Fachwerkroste
Raumfachwerke
Faltwerke
Tonnenschalen
Tonnenstabwerke
Kuppelstabwerke
Tonnennetzwerke
Kuppelnetzwerke
Sattelschalen
Hängeschalen
Türme
Schwerlastkonstruktionen
Leichtkonstruktionen
Teil 6 Gebaute Beispiele: Fassade
Vielfalt der Moderne
Bildtafeln
Fassaden - gebaute Beispiele im Detail
Übersicht Fassadensystematik
»GucklHupf«, Innerschwand, Mondsee, A
Sea Ranch, Kalifornien, USA,
Wohnhaus, Brasilia, B
Ferienhaus, Chino, J
Café, Helsinki, S
Temporäres Kulturhaus, München-Neuperlach
Wohnhaus, Hohen Neundorf
Schule, St. Peter, CH
Silo-Haus, Lukasöd
Wochenendhaus, Vallemaggia, CH
Wohnhaus Darien, Conneticut, USA
Einfamilienhaus, Bensberg
Wohn- und Ateliersiedlung, Paris, F
Atelier- und Wohnhaus, Deißlingen
Mediothek, Küstnacht, CH
Labor- und Bürogebäude, Würzburg
Bürogebäude, München
Ferienhaus, Breitbrunn
Wohnhaus, Sumvitg, CH
Funkübertragungstelle, Brauneck
Doppelwohnhaus, Ebenhausen
Jugendtagungsstätte, Michelrieth
Gartenhaus, Meckenbeuren
Drei Häuser am Hang, Brugg, CH
Gemeindehaus, Ebersberg
Wohnhaus, Stuttgart
Friedhof, Eching
Reihenhäuser, Eching
Doppelwohnhaus, München-Solln
Atelierhaus, Darmstadt
Wohnhaus, Aachen
Wohnhaus, Brest, F
Grüne Häuser, Berlin
Schule, Dischingen
Wohnhaus Regensburg, Kumpfmühl
Jugendbildungsstätte, Windberg
Wohnhaus, Waldmohr
Doppelwohnhaus, Pullach
Clubhaus u. Pferdesportanlage, Eclubens, CH
Holzpavillion, Wildpark Langenberg, CH
Wohnhaus, Cambridge, GB
Wohnhausgruppe, München-Perlach
Fortbildungsakademie, Herne
Jugenddorf, Cieux, Haute Vienne, F
Wochenendhaus, Fuji-Yoshida, J
Wohnhaus, Braunschweig
Systemhaus, Bad Iburg
Wohn- und Atelierhaus, Tsukuba, J
Wohnhaus, Gmund am Tegernsee
Wohnhaus, Glonn-Haslach
Doppelwohnhaus, Allensbach
Forststation, Turbenthal, CH
Landratsamt, Starnberg
Seniorenwohnanlage, Neuenbürg
Galeriegebäude, München
Hochschulgebäude, Wiesbaden
Geschossbau, Innsbruck, A
Försterschule, Lyss, CH
Wohnhausgruppe, Regensburg
Parkhaus, Heilbronn
Wohn- und Geschäftshaus, Kassel
Hochhaus, Hannover
Industriegebäude, Gelting
Sporthalle, Bretigny, F
Werkhalle, Reuthe, A
Produktionshallen, Bad Münder
Ausstellungspavillon
Sporthalle, Odate, J
Wochenendhaus, Göd, H
Waldkulturhaus, Visegrad, H
Verwaltungsgebäude, Aussichtsturm, Bük, H
Anhang
Literatur
Sachregister
Personenregister
Abbildungsnachweis

Citation preview

Edition ∂

Holzbau Atlas NATTERER WINTER

HERZOG SCHWEITZER VOLZ

Holzbau Atlas NATTERER WINTER

HERZOG SCHWEITZER VOLZ

Institut für internationale Architektur-Dokumentation • München

Autoren: Thomas Herzog, O. Prof., Dr. (Univ. Rom), Dipl.-Ing., Architekt Technische Universität München, D (Buchteil 1, 2, 3, 6) Julius Natterer, O. Prof., Dipl.-Ing., Tragwerk-Ingenieur Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne, CH (Buchteil 4, 5) Roland Schweitzer, Prof., Architekt École d’Architecture de Paris-Tolbiac, F (Buchteil 1, 6) Michael Volz, Prof., Dipl.-Ing., Architekt Fachhochschule Frankfurt, D (Buchteil 1, 2, 3, 6) Wolfgang Winter, O. Prof., DDI, Tragwerk-Ingenieur Technische Universität Wien, A (Buchteil 4, 5)

mit Beiträgen von: Gerd Hauser, O. Prof. Dr.-Ing. Universität Kassel, D Gerhard Wagner, Dipl.-Ing. Wiesbaden, D Gerd Wegener, O. Prof. Dr. Dr. habil. Dr. h.c. Technische Universität München, D Tobias Wiegand, Dipl.-Ing. Studiengemeinschaft Holzleimbau e.V., Wuppertal, D

Mitarbeit: Inga v. Campenhausen, Jan Benoit, Johannes Natterer, Denis Pflug Bildtafeln: Verena Herzog-Loibl

Redaktionelle Mitarbeit: Susanne Bender-Grotzeck, Manuel Zoller

Helmut Zeitter, Dipl.-Ing. Wiesbaden, D Bernhard Zimmer, Dr. Dipl.-Fw. Holztechnikum Kuchl / Salzburg, A

Redaktion und Lektorat: Friedemann Zeitler Zeichnungen: Kathrin Draeger Herausgeber: Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG, München © 1978, erste Auflage © 1991, zweite Auflage, neu bearbeitet © 1996, dritte Auflage, überarbeitet und aktualisiert © 2003, vierte Auflage, neu bearbeitet DTP & Produktion: Peter Gensmantel, Cornelia Kohn, Andrea Linke, Roswitha Siegler Reproduktion: Karl Dörfel Reproduktions-GmbH, München Druck und Bindung: Kösel GmbH & Co. KG, Kempten Printed in Germany ISBN 3-7643-6984-1

4

Mitarbeit Zeichnungen: Bettina Brecht, Norbert Graeser, Marion Griese, Peter Lingenfelser, Emese Köszegi, Nicola Kollmann, Elisabeth Krammer, Andrea Saiko

Mitarbeit an früheren Auflagen: Arbeitsgemeinschaft Holz e. V., Düsseldorf, D, Efrain Alonso Marbán, Markus Becker, Roland Czernawski, Michael Flach, Elisabeth Kröhn, Burkhardt Niepelt, Ronald Faust, Hansi Hommel, Ute Meierhöfer, Konrad Merz, Martin Pampus, Thomas Portmann, Katrin Zwerch, Gerolf Geisler, Jürgen Graser, Christiane Niepelt, Claudia Ostermeier, Anton Pittlinger, Oliver Schmidt, Claudia Schüßler-Volz, eine Studentengruppe aus Biel

Der Verlag dankt dem Holzabsatzfonds, Anstalt des öffentlichen Rechts, Bonn, für seine wertvolle Unterstützung bei der Beschaffung von Bildund Textmaterial.

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechts.

Holzbau Atlas

Teil 1 Kulturelle Dimensionen • Der Werkstoff Tradition und Vielfalt • Der Baustoff Holz von den Anfängen bis zum 19. Jahrhundert

Teil 2 Grundlagen • • • • •

Das Vollholz Holzarten Vollholz und Vollholzprodukte Holzwerkstoffe Bauen mit Holz ist zukunftsfähiges Bauen • Bauteilentwicklung • Konstruktionsprinzipien

Teil 3 Planungsgrundlagen • Güte und Vergütung von Vollholzprodukten • Holzschutz • Wärmeverhalten von Gebäuden • Schallschutz • Brandschutz • Vorfertigung und Montage

Teil 4 Tragwerk-Planung • Tragwerk-Planung im Holzbau • Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen • Verbindungsmittel und Verbindungstechniken • Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Teil 5 Gebaute Beispiele: Tragwerke • Tragwerk-Beispiele

Teil 6 Gebaute Beispiele: Fassaden • Vielfalt in der Moderne • Fassaden-Beispiele

5

Inhalt

Teil 2 Grundlagen

Teil 1 Kulturelle Dimensionen

Thomas Herzog Der Werkstoff Tradition und Vielfalt Bildtafeln

Roland Schweitzer Der Baustoff Holz – von den Anfängen bis zum 19. Jahrhundert Vorläufer / Griechenland / Rom Afrika / Indonesien Japan / China Europa

8 9 9

24

25 26 27 28

Michael Volz Das Vollholz Der Baum Der Baumstamm Inhaltsstoffe Aufbau Wandaufbau der Zellen Anisotropie Rohdichte Weitere Bestandteile Wärme Feuchte

31 31 31 31 32 32 32 32 32 32 33

Holzarten Nadelhölzer Laubhölzer

34 34 36

Vollholz und Vollholzprodukte Holzschutz Baurecht, Normen und Zulassungen Brandverhalten Rundholz, Baurundholz Bauschnittholz, Vollholz aus Laub- und Nadelholz Konstruktionsvollholz, KVH® MassivHolz, MH® Kreuzbalken Duo- / Trio-Balken Brettschichtholz, BS-Holz Profilbretter

38 38 38 38 38

Holzwerkstoffe (HWS) Drei- und Fünfschichtplatten Furnierschichtholz FSH und SVL Bau-Furniersperrholz BF Stabsperrholz ST Stäbchensperrholz STAE Flachpressplatte OSB Spanplatte-Flachpressplatte FP Holzwolleleichtbauplatten HWL Holzfaserplatten Gipsfaserplatten Zementfaserplatten

41 42 42 43 43 43 44 44 45 45 46 46

Gerd Wegener, Bernhard Zimmer Bauen mit Holz ist zukunftsfähiges Bauen Holz, der nachwachsende Rohstoff Holz, der intelligente Stoff Klimaschutz durch Holznutzung Zukunftsfähiges Bauen Ökobilanzierung Energie- und CO2-Einsparungspotentiale Verwertung von Holzprodukten

6

Teil 3 Planungsgrundlagen

38 39 39 39 40 40 41

47 47 47 48 48 48 49 49

Michael Volz Bauteilentwicklung

50

Konstruktionsprinzipien

51

Tobias Wiegand Güte und Vergütung von Vollholzprodukten Einschnitt Holzfeuchte und Trocknung Oberflächen-/Querschnittsbearbeitung Sortierung Risse Klebeverbindungen Bauholz für Zimmerarbeiten, Gütebedingungen nach DIN 68 365 Holzmerkmale nach DIN EN 942: 1996-06 Sortierung und Zuordnung von Rechenwerten für die Bemessung Visuelle Sortierung nach der Tragfähigkeit nach künftiger DIN 4074-1

Michael Volz Holzschutz Gefährdungen und Gefährdungsklassen Vorbeugende bauliche Maßnahmen Planung und Herstellung Transport, Lagerung und Einbau Niederschläge und Nutzungsfeuchte Tauwasser Chemischer Holzschutz Holzbauteile, Anwendungsbereich und Gefährdungsklasse gemäß DIN 68 800-3 Erforderliche Holzwerkstoffklassen gemäß DIN 68 800-2 Holzschutz: Zusammenwirkende Beanspruchungen von Holz durch mechanische, physikalische, biologische u. chemische Einflüsse

Gerd Hauser Wärmeverhalten von Gebäuden Wichtung einzelner Einflussgrößen Gesetzliche und normative Anforderungen Energiesparverordnung (EnEV) Wärmebrücken Luftdichtheit Niedrigenergiehäuser Neues Raumkonditionierungssystem für den Holzbau

55 55 55 55 55 56 56 56 57 57

Gerhard Wagner, Helmut Zeitter Schallschutz Schallschutz im Holzbau Grundlagen – Grundbegriffe Anforderungen an den Schallschutz Schalltechnisches Verhalten von Bauteilen Nachweisverfahren für den Schallschutz Brandschutz Baustoffklassen Feuerwiderstandsfähigkeit Brandschutzkonzepte Gebäudeklassen Ausführungshinweise Holz als Baustoff im Brandfall

68 68 68 69 62 69 71 71 71 72 72 72 73

58

60 60 60 60 61 61 61 62

62 63

63

64 64 64 65 65 65 65 67

Wolfgang Winter Vorfertigung und Montage Vorteile der Vorfertigung Wege der Rationalisierung Architekten, Unternehmer Planung Transport Vorfertigung und Elementierung im mehrgeschossigen Holzskelettbau Maße und Bauteilfugen Elementverbindungen Montageablauf

74 74 74 74 74 74 75 75 75 75

Teil 4 Tragwerk-Planung

Teil 5 Gebaute Beispiele: Tragwerk

Julius Natterer Der Ingenieur – Aufgaben und Anforderungen

Julius Natterer, Wolfgang Winter Tragwerke Systematik Stützen Stäbe- und Stabbündel Einfeldträger Mehrfeldträger Gelenkträger Kragträger Gelenkstabzüge Eingelenkrahmen Zweigelenkrahmen Dreigelenkrahmen Rahmenfachwerk Zweigelenkbögen Dreigelenkbögen Hängewerke Scheiben und Platten Trägerroste Fachwerkroste Raumfachwerke Faltwerke Tonnenschalen Tonnenstabwerke Kuppelstabwerke Tonnennetzwerke Kuppelnetzwerke Sattelschalen Hängeschalen Türme Schwerlastkonstruktionen Leichtkonstruktionen

Tragwerk-Planung Übersicht Grundlagenermittlung Projekt- und Entwurfsplanung Genehmigungs- und Projektplanung Ausschreibungsunterlagen Sonderleistungen in der Tragwerk-Planung Restaurierungs- und Sanierungsmethoden Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen Rundholz Schnittholz Brettschichtholz Holzwerkstoffe und Halbzeuge Ausblick Verbindungsmittel und Verbindungstechniken Kriterien für die Detailentwicklung Handwerkliche Verbindungsmittel Ingenieurmäßige Verbindungsmittel und Bauweisen Stablisierung- und Aussteifungselemente Vertikale Tragsysteme Vertikale Tragsysteme rechtwinklig zum Haupttragsystem Horizontal und schrägliegende Tragsysteme In der Form und Geometrie des Hauptragsystems erzeugte Stabilität Stabilität durch räumliches Tragverhalten Ausblick

76 77 77 78 79 86 90 91 94

96 96 98 100 104 105

106 106 108 110

124 124 126 130

136 139 139

Teil 6 Gebaute Beispiele: Fassade

140 140 142 148 154 176 184 186 188 196 198 200 207 208 212 218 222 232 236 241 242 244 245 247 248 250 258 262 266 270 271

Thomas Herzog Vielfalt der Moderne Bildtafeln

Thomas Herzog, Michael Volz Fassaden - gebaute Beispiele im Detail Übersicht Fassadensystematik »GucklHupf«, Innerschwand, Mondsee, A 6) Sea Ranch, Kalifornien, USA, 1) Wohnhaus, Brasilia, B 6) Ferienhaus, Chino, J 1) Café, Helsinki, S 2) Temporäres Kulturhaus, München-Neuperlach 2) Wohnhaus, Hohen Neundorf 6) Schule, St. Peter, CH 6) Silo-Haus, Lukasöd 1) Wochenendhaus, Vallemaggia, CH 5) Wohnhaus Darien, Conneticut, USA 4) Einfamilienhaus, Bensberg 4) Wohn- und Ateliersiedlung, Paris, F 4) Atelier- und Wohnhaus, Deißlingen 4) Mediothek, Küstnacht, CH 4) Labor- und Bürogebäude, Würzburg 4) Bürogebäude, München 6) Ferienhaus, Breitbrunn 4) Wohnhaus, Sumvitg, CH 4) Funkübertragungstelle, Brauneck 6) Doppelwohnhaus, Ebenhausen 6) Jugendtagungsstätte, Michelrieth 6) Gartenhaus, Meckenbeuren 6) Drei Häuser am Hang, Brugg, CH 4) Gemeindehaus, Ebersberg 6) Wohnhaus, Stuttgart 4) Friedhof, Eching 6) Reihenhäuser, Eching 6) Doppelwohnhaus, München-Solln 6) Atelierhaus, Darmstadt 7) Wohnhaus, Aachen 6) Wohnhaus, Brest, F 6) Grüne Häuser, Berlin 6) Schule, Dischingen 6) Wohnhaus Regensburg, Kumpfmühl 6) Jugendbildungsstätte, Windberg 7)8) Wohnhaus, Waldmohr 6) Doppelwohnhaus, Pullach 6) Clubhaus u. Pferdesportanlage, Eclubens, CH 6) Holzpavillion, Wildpark Langenberg, CH 6) Wohnhaus, Cambridge, GB 6)

273 273

290 290 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325

Wohnhausgruppe, München-Perlach 6) Fortbildungsakademie, Herne 6) Jugenddorf, Cieux, Haute Vienne, F 6) Wochenendhaus, Fuji-Yoshida, J 6) Wohnhaus, Braunschweig 6) Systemhaus, Bad Iburg 7)8) Wohn- und Atelierhaus, Tsukuba, J 6) Wohnhaus, Gmund am Tegernsee 9) Wohnhaus, Glonn-Haslach 9) Doppelwohnhaus, Allensbach 8) Forststation, Turbenthal, CH 8) Landratsamt, Starnberg 8) Seniorenwohnanlage, Neuenbürg 8) Galeriegebäude, München 8) Hochschulgebäude, Wiesbaden 8) Geschossbau, Innsbruck, A 8) Försterschule, Lyss, CH 8) Wohnhausgruppe, Regensburg 8) Parkhaus, Heilbronn 8) Wohn- und Geschäftshaus, Kassel 8) Hochhaus, Hannover 8) Industriegebäude, Gelting 8) Sporthalle, Bretigny, F 9) Werkhalle, Reuthe, A 6) Produktionshallen, Bad Münder 9) Ausstellungspavillon 10) Sporthalle, Odate, J 10) Wochenendhaus, Göd, H 10) Waldkulturhaus, Visegrad, H 10) Verwaltungsgebäude, Aussichtsturm, Bük, H 10)

335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364

Tragwerke: 1) Vollholzquerschnitte 2) Brettstapel 3) Brettsperrholz 4) Rahmen- und Tafelbau 5) Ständerbau 6) Skelettbau Mischkonstruktionen aus Holz: 7) mit Mauerwerk 8) mit Beton/Stahlbeton 9) mit Stahl 10) Dachkonstruktionen

326 327 328 330 332 333 334

Anhang Literatur Sachregister Personenregister Abbildungsnachweis

366 370 373 375

7

Tradition und Vielfalt

Kulturelle Dimensionen

Teil 1

Kulturelle Dimensionen

Der Werkstoff Thomas Herzog Die Bildtafeln auf den folgenden Seiten sollen anhand einer subjektiven Auswahl des Autors Einblick geben in die universellen Anwendungsmöglichkeiten von Holz bei Objekten, Geräten, Bauwerken und Gebäuden, die von Menschen gestaltet sind. Der Bereich des Bauens, sonst Schwerpunkt dieses Buches, ist hier, um werkstoffspezifische Formen sichtbar zu machen, bewusst weiter gefasst, um Anregungen zu neuen Gestalt- und Strukturkonzepten angesichts konkreter Aufgaben zu geben. Texturen und Gestelle, Weichheit und Spannung zeigen sich in Details. Flächen sind eben oder gekrümmt, tordiert oder aufgefächert, kleingeschuppt oder großstrukturiert. Die freien bildnerischen Arbeiten sowohl des Reitertorsos wie der in der Fläche stark differenzierten Intarsien, die ihre Formen aus der künstlerischen Vorstellung beziehen und die als Artefakte in sich ruhen, zeigen in Nachbarschaft zu hochgradig funktional bestimmten Objekten große gestalterische Prägnanz und Individualität. Die eigenständige Großform des Funkturms in seiner hohen Eleganz und Leichtigkeit kontrastiert zum kleinen Messer, das eingebettet sitzt im handgerechten, feingezeichneten, weich gerundeten Futteral aus Wurzelholz Besonders reizvoll werden die Objekte, wenn sich ihre Formen als konkav-konvexes Gegenüber zur Einheit mit der Hand, dem Arm,

8

der Schulter schließen können wie bei einer Lehne, beim Joch, beim Gewehr. Funktion und technische Vernunft bringen wiederum anderen figürlichen Reiz hervor. Wenn Ecken, Übergänge und Anschlüsse, Krafteinleitung und -umlenkung ausdruckstarkes Detail werden und die konstruktive Grammatik am Ort höchster Verdichtung bewusst machen. Körpernähe und ausgereifte, vielfach erprobte Zweckmäßigkeit kennzeichnen die einen Objekte. Plastische Qualität gibt ihnen Eigenleben. Daneben stehen Schmuckformen von Architekturen, die als Ausdruck hohen handwerklichen Könnens vor allem in Europa und Zentralasien Tradition haben. Gebrauchsgut, Möbel und Gerät aus Holz bringen wegen ihrer leichten Formbarkeit und wegen des sympathischen Eindrucks, den die haptische Berührung erweckt, ideale werkstofftypische Merkmale zur Wirkung. Robustheit und Eleganz, bauphysikalische Qualitäten und ergonomische Eigenschaften der Objekte, charaktervolles Altern des Werkstoffs aus organischem Material sind Merkmale, die geometrischarchitektonische Ordnungen und Prinzipien von der klassischen, unübertrefflichen Perfektion des Katsura-Palastes bis zu den Möglichkeiten einfachen Selbstbaus in idealer Weise ergänzen und im Fall souveräner Gestaltung diesen Teil der materiellen Welt zur reizvollen und gleichzeitig vertrauten Begegnung mit Holz werden lassen.

Tafel 1 1

St. Matthew of Raisio (Meister von Lieto), 125 cm hoch, ca. 1340 2, 3 Intarsien am Chorgestühl des Doms von Bergamo, Italien

Tradition und Vielfalt, Tafel 1

Kulturelle Dimensionen

1 2 3

9

Kulturelle Dimensionen

Tradition und Vielfalt, Tafel 2

1 2 3

Tafel 2 1

Bambusschirm mit Ölpapierbespannung, Japan 2, 3 Violine von Jacob Stainer, Absam, Österreich, (Musikinstrumentenmuseum im Münchner Stadtmuseum), 17. Jhd.

10

Tradition und Vielfalt, Tafel 3

Kulturelle Dimensionen

4 1 2 5 3

Tafel 3 1 2 3 4 5

Tragejoch, 88 cm breit, Finnland Wettbewerbsgewehr, 118 ≈ 7,4 cm, Finnland, 1959 Taschenmesser, 14 cm (Design Johannes Lauri), nach 1950 Schachtel für Tücher, 15,5 ≈ 38 ≈ 20,5 cm, USA, 19. Jh. Schubladenschrank. 135 ≈ 67 ≈ 34 cm, (Design Tapio Wirkkala), Finland, 1981

11

Tradition und Vielfalt, Tafel 4

Kulturelle Dimensionen

1 2 3

Tafel 4 1 2 3

4

12

Ecke an einem Hocker (Design Alvar Aalto), Finnland, 1954 »Rocking chair«, Detail Armlehne, 19. Jh. Armlehnstuhl (Design Josef Hoffmann), Österreich, 1905 Armlehnstuhl (Design Richard Riemerschmid), Deutschland, 1899 / 1900

4

Tafel 5 (S. 13) 5

Dreirad mit Pedalantrieb und Hinterachslenkung, 1869 6 Hundeschlitten, (Design Risto Kamunen), Finnland, 1982 7 Bausatz für kleinen Motorflieger 8 im Bauch eines Holzschiffs 9 Sendeturm als Holzkonstruktion, Höhe 165 m, Ismaning, Deutschland, 1932/1946 (gesprengt 1983) 10 »Heugeige«, Kärnten, Österreich

Tradition und Vielfalt, Tafel 5

Kulturelle Dimensionen

5 8 6 9 7 10

13

Tradition und Vielfalt, Tafel 6

Kulturelle Dimensionen

1 3 2

Tafel 6 1, 2, 3 Hauptgebäude des Katsura-Palastes in Kyoto, Japan, Mitte 17. Jh.

14

Tradition und Vielfalt, Tafel 7

Kulturelle Dimensionen

4 1 2 5 3

Tafel 7 1

Dachrand, Todai-Ji in Nara, Japan, 733, Wiederaufgebaut 1709 2, 4, 5 verbotene Stadt in Peking, China 3 Deckenmalerei Himmelstempel, Peking, China, 15. Jhd.

15

Tradition und Vielfalt, Tafel 8

Kulturelle Dimensionen

1 3 4 2 5 6

Tafel 8 1

Stabkirche in Heddal, Telemark, Norwegen, Mitte 13. Jhd. 2 Dach der Kirche Christi Verklärung in Kishi, Karelien, 1714 3 Haus Kojumdschiolu in Plovdiv, Bulgarien, Mitte 19. Jhd. 4, 5 Decken in Patrizierhäusern in Plovdiv, Bulgarien, Mitte 19. Jhd. 6 Landsitz in der Normandie, Frankreich

16

Tradition und Vielfalt, Tafel 9 1 2

Kulturelle Dimensionen

4

3 5 6 7

Tafel 9 1 Haus im Emmental, Schweiz 2, 5, 6 Stadthäuser, Altstadt von Plovdiv, Bulgarien 3 Fachwerkhaus, Südengland 4 Bauernhäuser im fränkischen Freilichtmuseum, Bad Windsheim, Deutschland 7 Stadthaus, Osnabrück, Deutschland

17

Kulturelle Dimensionen

Tradition und Vielfalt, Tafel 10 1 4 7 2 5 8 3 6 9

18

Tradition und Vielfalt, Tafel 11

Kulturelle Dimensionen

10 15 11 13 16 12 14 17

19

Kulturelle Dimensionen

Tradition und Vielfalt, Tafel 12 3 1 2

Tafel 10 und 11 (S. 18, 19) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

20

Schindelwand, Schweden Fachwerk-Laubengang in Rouen, Frankreich Treppe in Bygdøy bei Oslo, Norwegen Schindelwand, Schweiz Fachwerkfassade in Rouen, Frankreich Treppe im Freilichtmuseum Seurasaari, Finnland versetzte Schindeln, Schweiz Scheune in Bokrijk, Belgien Treppe In Petajävesi, Finnland, 18. Jhd. Auflagerdetail, Bauernhof in Schalkendorf, Elsass Shosoin, Nara, Japan, 8. Jh. Säulenbasis eines Tempels, Japan Vogtsbauernhof in Gutach, Schwarzwald, Deutschland Fußpunkt eines Kornspeichers in den Alpen Scheune, Nord-Japan Wohnhausfassade bei Rovereto, Italien Brückenpfeiler, Kintai-Bashi, Japan

4

Tradition und Vielfalt, Tafel 13 5

8

6

9

Kulturelle Dimensionen

7 10 Tafel 12 (S. 20)

Tafel 13

1

5, 6 Bauernhausmuseum, Amerang, Deutschland 7 Scheune (Kosólec) bei Ljubliana, Slovenien 8, 9 offenes Bundwerk für Dachraumdurchlüftung, Tirol, Österreich, 17. Jhd. 10 Giebelfeld, Bern, Schweiz

2 3

4

Pfettenauflager in Astgabel aus der Bronzezeit, 1800 – 1500 v. Chr. Bauernhausmuseum, Takayama, Japan Bambushalle für die Expo 2000, (Architekt Simon Velez, Kolumbien) Hannover, Deutschland Kreuzgang in Montvillier, Frankreich, 16. Jhd.

21

Tradition und Vielfalt, Tafel 14

Kulturelle Dimensionen

1 4 2 3 5

Tafel 14

Tafel 15 (S. 23)

1

6, 9

Brücke über den Brenta in Bassano del Grappa, Italien (Architekt Andrea Palladio), 1569 2, 3, 5 Brücke in Kintai-Bashi, Südjapan, 1673 4 Brücke bei Bulle, Schweiz

22

7 8, 10

Traversina Steg, Viamala, Schweiz (Planung: Branger, Conzett und Partner ), 1996 Brücke in Tajimi, Japan Brücke bei Essing, Deutschland (Architekt Richard Dietrich), 1986

Tradition und Vielfalt, Tafel 15 6 7

Kulturelle Dimensionen

9 10

8

23

historische Entwicklung

Kulturelle Dimensionen

Der Baustoff Holz – von den Anfängen bis zum 19. Jahrhundert

Roland Schweitzer Von der Urgeschichte bis zum Anfang des industriellen Zeitalters hat Holz immer eine wichtige Rolle in der Auseinandersetzung des Menschen mit seiner Umwelt gespielt. Durch den Einsatz von Holz, dem ältesten aller Baumaterialien, nahm eine Bauweise seinen Anfang, an der sich alle späteren Konstruktionsarten orientierten. Die Kenntnis von Holzkonstruktionen und der damit verbundenen Architektursprache verbreitete sich im Laufe von Jahrtausenden über die ganze Welt. Sie entwickelte sich über alle Kulturen, Zivilisationen und geographischen Grenzen hinweg. So entstanden erste Konstruktionstechniken und

langsam mehrten sich Wissen und Fähigkeiten im Zusammenhang mit dem Baumaterial Holz, was zuerst im einfachen Wohnungsbau, später bei komplexeren Raumprogrammen Anwendung fand. Zeugnisse dieses reichen Wissens existieren noch heute. Die Urvölker konnten trotz ihres beschränkten architektonischen Vokabulars ihre Bauwerke erstaunlich genau den unterschiedlichsten Bedingungen anpassen. Diese Einheit in der Vielfalt war Grundlage für das Entstehen einer durchgängigen regionalen Architektursprache. Der Baustoff Holz konnte wie selbstverständlich auf alle Anforderungen reagieren – kein anderes Material konnte so

vielfältig eingesetzt werden. Die folgende kurze Darstellung der Geschichte des Baustoffs Holz in Europa und in Asien von der Urzeit bis zum 19. Jahrhundert verdeutlicht die Ausbreitung von kulturellen und technischen Einflüssen. Im Bewusstsein dieser kulturellen Entwicklung ist es heute unsere Pflicht, den kreativen, seit Menschheitsbeginn andauernden Prozess weiterzuführen, indem wir eine zeitgemäße Architektur entwerfen. Eine Architektur, die die immerwährende Beziehung zwischen Mensch und Holz wieder neu belebt und zu einem respektvollen Umgang mit unserem Lebensraum beiträgt.

1

24

Vorläufer / Griechenland / Rom

Kulturelle Dimensionen

Von der Urgeschichte bis zu den ersten Jahrhunderten unseres Zeitalters, zeigen sich über die ganze Welt hinweg, manchmal über einen Zeitraum von bis zu tausend Jahren, identische Wohnformen. Diese entwickeln sich über freie Formen bis zum quadratischen Wohnhaus, das seit etwa 7000 Jahren (Jungsteinzeit) vor unserer Zeit existiert. Das Tragwerk der griechischen Antike geht nach zahlreichen Versuchen auf das 2. Jahrhundert v. Chr. zurück. (Bouleuterion von Priene mit einer Spannweite von 15 m). Die Basiliken St. Peter und St. Paul vor den Mauern Roms (4. Jhd. n. Chr.) hatten eine Spannweite von 24 m, die kaiserliche Basilika von Trier 27,50 m. Der Palast von Domitian überspannte am Ende des 1. Jahrhundert n. Chr. bereits etwa 30 m.

2 3 4 5 7 6 8

1

2 3 4 5 6 7

8

Brücke für Cäsars Legionen über den Rhein, nach Alberti, mit einer Länge von 600 m Wohnung aus der Jungsteinzeit, Köln Wohnform der Jômon Periode, Utsunomiya (Japan), 3500 v. Chr. Bouleuterion (Ratsgebäude) von Priene, 2. Jh. v. Chr., Spannweite: 15 m drei Tragwerkstypen nach Vitruv, geringe, mittlere und große Spannweite Basilika St. Paul vor den Mauern Roms, 4. Jh. n. Chr. Portikus von Philipus, Delos (Griechenland), 2. Jh. v. Chr., Sturzbalken 50/90 cm Basilika von Fano, 1. Jh. v. Chr., Vitruv, Spannweite: 18 m

25

Afrika / Indonesien

Kulturelle Dimensionen

In Afrika und Indonesien entstehen bei den Nomaden zahlreiche abgespannte Zeltkonstruktionen, gleichzeitig aber bei den sesshaften Stämmen einfache Gebäude, bis hin zu komplexen Wohnformen aus Holz und Bambus. Alle Bauwerke waren an die funktionalen Bedürfnisse der Nutzer in der jeweiligen Region und an die lokal verfügbaren Materialien angepasst.

a

1 2 3 4 5 6 7

Tecna Zelt, (Marokko), Leinen, 5 m x 8 m, Pfosten aus Holz, Detail Zeltspitze 2 Perspektive 3 Wohnhaus Sidamo, Hagara Salam (Äthiopien) (a) Zylindrische Konstruktion, (b) Konstruktion des Daches auf dem Gelände, (c) Das Dach wurde auf den Zylinder gesetzt und mit Blättern der Bambuspflanze abgedichtet, (d) Zylinderdetail, (e) Dachdetail, (f) Detail der Abdeckung, (g) Ansicht, (h) Grundriss, (i,k) Schnitte 4,5 Einfamilienhaus in Lingga (BataSumatra), Querschnitt, Längsschnitt 6,7 Speicher in Tobaz (Insel SamosirSumatra), Querschnitt, Längsschnitt

d

b

e

f

h

i

1

zu Seite 27 8 Heiligenstätte Naigu in Ise (Japan), 692 n. Chr., Ansicht Shôden 9 Seitenansicht Shôden 10 Buddhistischer Tempel Hôryû – Ji in Nara (Japan), 7. Jh. n. Chr 11 Heiliger Speicher Kofuzo, Hôryû – Ji (Japan), 8. Jh. n. Chr 12 Tempel Todai – Ji in Nara (Japan), 747 – 751 n. Chr, zerstört im 12 Jh. u. 16 Jh., wiederaufgebaut 1708 mit 3/5 der originalen Gebäudeteile, Höhe des Dachfirst: 48,50 m, Spannweite im zentralen Teil: 22 m 13 Tempel des Himmels in Beijing (China), 1420, Ming Dynastie, Durchmesser: 30 m, Höhe: 38 m 14 Schloss von Himeji (Japan), Ende des 16. Jh., Schnitt durch den 7 – geschossigen Bergfried 15 Pagode des Tempels Toji in Kyoto (Japan), 796 n. Chr., wiederaufgebaut 1644, Höhe: 55 m 16 Pagode Joruiji, Kyoto (Japan),1178 17 Wohnhaus Yoshijima in Takayama (Japan), wiedererbaut nach 2 Bränden 1862 u. 1905, Axonometrie der Struktur 18 Speicher auf Pfählen, Amami, Oshima Präfektur von Kagoshima, Kyushu

26

c

g

k

Japan / China

Kulturelle Dimensionen

In Japan wurde seit der Jômon Periode (3500 v. Chr. – 300 v. Chr.) überwiegend Holz als Baustoff verwendet. Das Wissen, das die Seefahrer aus den Provinzen in Polynesien und Indonesien mitgebracht hatten, beeinflußte die Bauweise und es entstand die Shinto Architektur. Die Entdeckungen, die in Toro, nahe Shizuoka, gemacht wurden, betreffen die Yayoi Periode (300 Jahre v. Chr. – 300 Jahre n. Chr.). Diese Konstruktionen waren die Vorbilder der großen Heiligenstätte Ise, die 692 n. Chr. erstmals erbaut wurde und seit dem alle 20 Jahre neu errichtet wird. Parallel zum Buddhismus, der im 6. Jh. in Japan eingeführt wurde, entwickelte sich durch die chinesischen und koreanischen Einflüsse eine zweite Architekturform (Tempel Hôryû-Ji in Nara). Diese wurde in der Folgezeit immer weiter abgewandelt und angepasst. Im 14. Jahrhundert führten die japanischen Mönche den Zen-Buddhismus und die organische Architektur ein. Ausgehend von einem konstruktiven Modulsystem sollte durch dessen Anpassungsfähigkeit die natürliche Um-welt mit der gebauten Umwelt in einen Dialog treten. China nimmt in der Geschichte des Holzbaus einen besonderen Platz ein. Wenige der alten Monumente sind bis in unsere Zeit erhalten geblieben, da traditionell jede neue Dynastie, bis auf seltene Ausnahmen, die Paläste und Villen der vorherigen Dynastie zerstörte. Die berühmtesten noch erhaltenen Beispiele, sind unter anderem der Kaiserliche Palast, der Himmelstempel (h = 38 m) aus der Ming Dynastie (1420 n. Chr.), der Sommerpalast in Beijing und die Pagode von Yingxian, die 1056 n. Chr. mit einer Höhe von 67,31m erbaut wurde.

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

27

Kulturelle Dimensionen

Die Auswahl der europäischen Bauwerke beschränkt sich auf all die Konstruktionen, bei denen der Baustoff Holz das wesentliche Material des architektonischen Entwurfs darstellt. Die Norweger haben wahrscheinlich Konstruktionstechniken aus Westeuropa übernommen, die sich die Wikinger während ihrer Raubzüge angeeignet hatten. Während der Evangelisierung entwickelten sie ihre Stabkirchen aus Holzständern sowie die Rundholzkonstruktionen, die auch in Nordrussland zu finden sind. Im Alpenraum bildete sich aufgrund der geographischen Bedingungen eine massive Holzbauweise aus Rundhölzern und Bohlen heraus. Im Gegensatz dazu bevorzugte man im mitteleuropäischen Flachland das hölzerne Fachwerk, in erster Linie aus Eichenholz, ausgefacht mit Stroh, Lehm oder Backstein. Der Schiffsbau hat beginnend mit den Drachenbooten der Wikinger bis hin zu den Kriegschiffen des 18. Jh., deren zusammengesetzte Masten Höhen von 50 m und die Rahen Längen von 30 m erreichten, vor allem den Skelettbau vorangebracht.

1 2 3 7 8 11 5 9 6 10 12 13

4

1

Rundholzverbindungen (Norwegen): 1 Kopf, 2 Hals, 3 Nacken, 4 Kehlkopf, 5 Kehle 2 Holzständerkonstruktion (Norwegen), 11 Jh., Verbindung von zwei Pfetten mit einer Stütze 3 Kirche von Borgund (Norwegen), 1150, Explosionszeichnung 4 Kirche, Eremitage von Kiji, Onega See (Russland), Rundholzkonstruktion, Höhe: 36 m, Längsschnitt 5 Speicher in Boenigen (Schweiz), 1740 6 Wohnhaus Schmidt in Buelisacker (Schweiz), 1669 7 – 10 Bergbauernhof in Cuillery, Grand Bornand (Französische Alpen) 11 Kriegsschiff (Frankreich), 18 Jh., Masthöhe: 50 m 12 Querschnitt durch ein Schiff mit 74 Kanonen, (Frankreich), 18. Jh 13 Perspektivische Ansicht der Schiffsstruktur

28

Europa

Europa

1 2 3 4 5 7 6 8 9

Kulturelle Dimensionen

Seit der Antike haben hölzerne Baugerüste viel zur Entwicklung der Zimmermannstechnik beigetragen. Die drehbaren Holzgerüste für das Panthéon in Rom wurden 1756 eigens für die Restaurierung der Kuppel durch Campanarino entworfen. Philibert Delorme stellt 1548 im Schloss de la Muette bei SaintGermain en Laye ein neues Tragwerkssystem vor, das aus Brettern mit einer einheitlichen Länge von 1,20 m mit Schwalbenschwanzverbindungen aus Hartholz zusammengesetzt wurde. Im Brückenbau zeigt sich ganz besonders der Einfallsreichtum der Zimmerer. Beispielhaft sind die Brücken in der Schweiz, z.B. die Brücke über die Kandel (1757) und der erste Entwurf der Gebrüder Hans Ulrich und Jean Grubenmann, für die Brücke über den Rhein bei Schaffhausen (1758, zerstört 1799), mit einer Spannweite von 119 m. In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts entstanden neue Konstruktionssysteme: • Fachwerkbögen aus gekrümmten Bohlen (1825), • Holz-Metall Verbindungen (1839), die den Zugstab aus Holz durch gespannte Stahlseile ersetzen, • räumliche Fachwerke, bei denen die Holzteile mit Stahlseilen netzartig unterspannt sind. Für Konrad Wachsmann stellt die Realisierung des Kristallpalastes 1851 in London (Architekt: Joseph Paxton) den entscheidenden Wendepunkt in der Baukonstruktion dar. Das Gebäude, mit einer Fläche von 70 000 m2 wurde aus vorgefertigten Elementen aus Stahl, Gusseisen, Holz und Glas konstruiert. Insgesamt wurden 17 000 m3 Holz eingesetzt, insbesondere für den Bau der zentralen Tonne. 1

drehbares Gerüst, Kuppel des Pantheon in Rom (Italien), 1756 2 System Philibert Delorme, 1548, Tragwerk aus zusammengesetzten Querschnitten (Frankreich) 3 Brücke über die Kandel (Schweiz), 1757 4 Brücke über den Rhein bei Schaffhausen (Schweiz), erster Entwurf der Gebrüder Grubenmann, nach Chr. von Mechel (1803) 5,6 Rotunde für die Ausstellung von Panoramen auf der Champs Elysées, Paris (Frankreich),1839 Durchmesser: 40 m, Architekt: J.J. Hittorf, Holz-MetallKonstruktion 7 Giesserei in Romilly (Frankreich), 1837, das Holz übernimmt die Druckkräfte, das Eisen die Zugkräfte, A. R. Emy 8,9 Kristallpalast in London (England), 1851, Perspektive der aus Holz gebauten Zentraltonne und Details

29

Inhalt

Grundlagen

Teil 2

Grundlagen

Das Vollholz Der Baum Der Baumstamm Inhaltsstoffe Aufbau Wandaufbau der Zellen Anisotropie Rohdichte Weitere Bestandteile Wärme Feuchte

31 31 31 31 32 32 32 32 32 32 33

Holzarten Nadelhölzer Laubhölzer

34 34 36

Vollholz und Vollholzprodukte Holzschutz Baurecht, Normen und Zulassungen Brandverhalten Rundholz, Baurundholz Bauschnittholz, Vollholz aus Laub- und Nadelholz Konstruktionsvollholz KVH, MassivHolz MH® Kreuzbalken Duo-/Trio-Balken Brettschichtholz, BS-Holz Profilbretter

38 38 38 38 38 38 39 39 40 40 41

Holzwerkstoffe (HWS) Drei- und Fünfschichtplatten Furnierschichtholz FSH und SVL Bau-Furniersperrholz BFU Stabsperrholz ST Stäbchensperrholz STAE OSB-Flachpressplatte Spanplatte-Flachpressplatte FP Holzwolleleichtbauplatten HWL Holzfaserplatten Gipsfaserplatten Zementfaserplatten

41 42 42 43 43 43 44 44 45 45 46 46

Bauen mit Holz ist zukunftfähiges Bauen Holz, der nachwachsende Rohstoff Holz, der intelligente Stoff Klimaschutz durch Holznutzung Zukunftsfähiges Bauen Ökobilanzierung Energie- und CO2-Einsparungspotentiale Verwertung von Holzprodukten Fazit

47 47 47 48 48 48 49 49 49

Bauteilentwicklung

50

Konstruktionsprinzipien

52

30

Die folgenden Beiträge haben teilweise technische Sachverhalte zum Gegenstand, deren Behandlung in enger Beziehung zu eingeführten Normen stehen. Da sich diese national stark unterscheiden können, sind die hier zitierten deutschen Normen in anderen Ländern durch gleichwertige zu ersetzen.

Holzanatomie

Grundlagen

Das Vollholz

Michael Volz

Der Baumstamm

Bäume haben drei Organe, nämlich Wurzeln, Sprossachse (Stamm, Äste und Zweige) und Blätter oder Nadeln. Im Bauwesen wird hauptsächlich das Holz aus dem Stamm verwendet. Der Querschnitt des Stammes besteht bei den meisten Holzarten aus der Markröhre, dem Kern- und Splintholz, dem Kambium und der Innenrinde (Bast), sowie der

Markröhre

Holzstrahlen

Rinde

Querschnitt

Jahrring

Kernholz

Frühholz

Splintholz

Spätholz

Kambium

Tangentialschnitt

Radialschnitt

Bild 1: Stammabschnitt

Kollabierte Siebröhren Tätige Siebröhren Kambium

Querschnitt

Jahresringgrenze

Tangentialschnitt

Außenrinde (Borke). Das Längenwachstum von Baumstamm, Ästen und Zweigen findet an deren Enden (Sprossscheitelpunkte) statt, das Dickenwachstum im Kambium. Die Rinde schützt das Kambium und das Holz des Stammes vor mechanischer Beschädigung und Austrocknung. Der Stamm wird von den Holzarten unterschiedlich ausgebildet. Wir unterscheiden Splint-, Reifund Kernholzarten entsprechend der Funktionsverteilung im Stamm des lebenden Baumes. Bei den Splintholzarten geschieht Wassertransport und Nährstoffleitung über den gesamten Querschnitt. Hierzu zählen Linde und Birke. Reifholzbäume sind z.B. Fichte, Tanne und Buche. Sie leiten Wasser und Nährstoffe hauptsächlich in den äußeren Jahresringen. Beide, sowohl Reifholzarten als auch Splintholzarten, haben im Normalfall keine farbliche oder andersartige Unterscheidung im Stammquerschnitt. Dagegen bilden die Kernholzarten einen deutlich erkennbaren farblichen Unterschied zwischen Kern und Splint durch Einlagerung von Holzinhaltsstoffen in das Kernholz. Hierzu zählen Eiche, Kiefer, Lärche und Robinie. In Regionen mit ausgeprägten Jahreszeiten bildet das Holz Jahresringe aus Frühholz im ersten Teil der jährlichen Wachstumsperiode und anschließend das Spätholz. Frühund Spätholz sind bei manchen Holzarten wegen ihrer farblichen Unterschiede charakteristisch für deren Aussehen wie z.B. bei der Lärche. Die Buche zeigt diese Unterschiede nicht (siehe dazu Bild 1, 2 u. 3).

Radialschnitt

Bild 2: Holz und Innenrinde eines Laubbaumes (Birke) nach Mägdefrau 1951

Kollabierte Siebfasern Siebparenchym Tätige Siebfasern Kambium Frühholz Jahresringgrenze

Querschnitt

Spätholz mit Harzgang

Tangentialschnitt

Der Baum

Die Pflanze Baum bildet das feste und tragfähige Gewebe Holz mit zahlreichen technisch vorteilhaften Eigenschaften. Sie ist ein natürlicher Organismus und zeichnet sich durch eine große Artenvielfalt mit unterschiedlichen Qualitäten aus. Bäume erreichen sehr verschiedene Alter und Größen. Eukalyptusbäume in Australien können bis zu 135 m hoch werden. Die größten Stammdurchmesser sind von der Zypresse mit 12 m und von der Sommerlinde mit bis zu 9 m bekannt. Fichten und Tannen werden etwa 50 m hoch. Ihre Stämme haben dann einen Durchmesser von etwa 1,5 m. Als älteste Bäume mit etwa 5000 Jahren gelten die Bristlecone-Pines in Kalifornien / USA. Fichte und Kiefer können bis zu 200 Jahre alt werden. Eichen und Linden erreichen 1000 Jahre und mehr. Das im Bauwesen verwendete Holz stammt hingegen von sehr viel jüngeren Bäumen, wie z.B. von 60 bis 120jährigen Fichten oder Tannen und von 80 bis 140-jährigen Eichen oder Buchen. Von den rund 30 000 bekannten Holzarten werden zwischen 1 500 und 3 000 weltweit technisch genutzt. Etwa 500 werden im internationalen Handel angeboten. In den mitteleuropäischen Wäldern gibt es ca. 25 Holzarten, von denen 15 Arten in größerem Umfang im Bauwesen verwendet werden. Letztere sind auf den folgenden Seiten ausführlicher beschrieben.

Inhaltsstoffe

Die im Holz zu findenden Elemente sind bei allen Holzarten: ~ 50 % Kohlenstoff ~ 44 % Sauerstoff ~ 6 % Wasserstoff

Radialschnitt Einfacher Markstrahl Markstrahl mit Harzgang

Bild 3: Holz und Innenrinde eines Nadelbaumes (Lärche) nach Mägdefrau 1951

31

Holzanatomie

Grundlagen

Die molekularen Bestandteile sind: 40 – 50 % Cellulose 20 – 30 % Hemicellulose 20 – 30 % Lignin 4

3

2

Zu den weiteren Holzinhaltstoffen gehören Farbstoffe, Öle, Gerbstoffe und Harze. Sie bestimmen Geruch, Farbe und Widerstandsfähigkeit im Sinne des Holzschutzes. Ihr Anteil kann bis zu 10 % betragen. Aufbau

1

Bild 4: Zellwandaufbau Anordnung der Fibrillen in unterschiedlichen Richtungen: 1 netzförmig 2+4 flache Winkel 3 steile Winkel

1 2

3

4

Bild 5: Zellwandschichten Querschnitt

Grundbaustein des Holzes sind die Zellen, die kleinste Organisationsform des Lebens. Entsprechend den Funktionen im lebenden Baum, wie z.B. Festigung, Stoffleitung und Stoffspeicherung, werden zahlreiche Zelltypen unterschieden. Die meisten Zellen haben eine langgestreckte Form. Sie werden deshalb auch als Fasern bezeichnet und liegen fast ausschließlich in Längsrichtung im Stammquerschnitt. Ausnahmen sind die Holzstrahlen, die mit ihren Zellen in radialer Richtung im Holz liegen. Das entwicklungsgeschichtlich ältere Nadelholz hat den einfacheren Aufbau. Er besteht überwiegend aus einem Zelltyp, der sowohl den Wasser- und Stofftransport als auch die Festigung übernimmt. Beim entwicklungsgeschichtlich jüngeren Laubholz gibt es eine weitergehende Spezialisierung der Zellen, es bildet Gefäße. Lage und Richtung der Zellen und Gefäße zueinander erzeugen zusammen mit den Jahresringen die Maserung, ein wesentliches augenscheinliches Erkennungsmerkmal der unterschiedlichen Hölzer. Wandaufbau der Zellen

Bild 6: Zellwandaufbau Längsschnitt

32

Der elementare Aufbau der Zellwände ist der entscheidende Faktor für die Festigkeit und die Elastizität des Holzes. Sie hat vier Schichten (siehe Bild 4, 5 u. 6). Im Wesentlichen bestehen die Schichten aus Lignin für die Aufnahme der Druckkräfte und Fibrillen für die Aufnahme der Zugkräfte. Letztere sind kettenförmige Cellulose und Hemicellulosemoleküle, die ähnlich einer Zugbewehrung in unterschiedlichen Richtungen liegen, in der äußeren Schicht (1 in der Abbildung) netzförmig, in den weiteren Schichten 2 – 4 in steileren und flacheren Winkeln.

Zusammen mit dem Lignin bilden sie einen faszinierenden Verbund.

nen und Bauen weitgehend unberücksichtigt.

Anisotropie

Rohdichte

Der Holzkörper besteht aus Millionen solcher Zellen, die Zellwände und Zellhohlräume, so genannte Poren, haben. Vereinfacht kann er als Röhrenbündel von in Längsrichtung versetzt zueinander angeordneten Röhren beschrieben werden. Daraus resultieren die ausgeprägt unterschiedlichen Eigenschaften des Holzes in den verschiedenen Richtungen, besonders in Längs- und Querrichtung. Die Fähigkeit der Zellen unter gleichen Bedingungen verschiedene Wachstumsrichtungen anzunehmen wird als Anisotropie bezeichnet. Die Folge der Anisotropie ist das vollkommen unterschiedliche Aussehen der verschiedenen Schnitte (Längs-, Quer- und Radialschnitt) und das ebenso unterschiedliche Verhalten des Holzes längs und quer zur Faser. Dies wirkt sich z.B. bei den zulässigen Spannungen aus. Sie betragen bei Fichtenholz längs zur Faser: • Druckkräfte bis zu 11 N /mm2 • Zugkräfte bis zu 9 N /mm2

Die Dichte der reinen Zellwandsubstanz beträgt für alle Holzarten etwa 1,5 g /cm3. Die Dicke der Zellwand und die Größe des Porenraums sind dagegen unterschiedlich und zwar von Holzart zu Holzart ebenso wie innerhalb einer Holzart. Darüber hinaus haben die Zellen des Frühholzes in der Regel größere Porenräume als diejenigen des Spätholzes (siehe Bild 2 u. 3). Das Verhältnis von Zellwand und Porenraum bestimmt die Rohdichte und geht von über 90 % Porenraum bei Balsaholz mit einer Rohdichte von 0,1 g /cm3 bis etwa 10 % bei Pockholz mit einer Rohdichte von über 1,3 g /cm3. Der Porenraum der Fichte liegt bei 70 %, die mittlere Rohdichte bei 0,45 g /cm3, der Porenraum der Eiche bei weniger als 60 %, die Rohdichte entsprechend über 0,6 g /cm3. Die Rohdichte ist ein Merkmal, das einen wesentlichen Einfluss auf die Tragfähigkeit des Holzes hat. Sie wird bei der maschinellen Sortierung erfasst.

quer zur Faser jedoch nur: • Druckkräfte bis zu 2,5 N /mm2 • Zugkräfte bis zu 0,05 N /mm2

Weitere Bestandteile

Direkt damit im Zusammenhang steht die sehr hohe Abriebfestigkeit des Holzes auf der Querschnittsfläche gegenüber derjenigen auf den radialen und tangentialen Schnittflächen. Deshalb kann für extrem beanspruchte Böden so genanntes Hirnholzpflaster verwendet werden. Eine weitere Folge der Anisotropie ist das unterschiedliche Quellen und Schwinden in den drei Schnittebenen, längs zur Faser und quer in radialer oder tangentialer Richtung. Bei Fichtenholz betragen die Quell- und Schwindmaße je 1 % Holzfeuchteänderung: • längs weniger als 0,01 % • quer radial von 0,15 bis 0,19 % • quer tangential von 0,27 bis 0,36 % Auch die Wärmeleitfähigkeit weist unterschiedliche Werte in den genannten Richtungen auf. Diese Differenz bleibt jedoch beim Pla-

Holz weist je nach Holzart und Lebensbedingungen des einzelnen Baumes in sehr unterschiedlicher Häufigkeit und Dichte weitere Bestandteile und Merkmale auf wie Äste, Faserneigung, Markröhre, Jahresringbreite, Risse, Rindeneinwuchs, Harzgallen, Krümmung, Verfärbungen, Druckholz und Insektenfraß. Diese Eigenschaften führen zu einer sehr breiten Streuung der Güte von Vollhölzern und sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Frage, wo und wofür das einzelne Holz im Bau verwendet werden kann. Die Holzeigenschaften werden bei der Sortierung erfasst, wie ausführlich im Kapitel Güte und Vergütung (S. 55) beschrieben. Wärme

Wegen seines porigen Aufbaus weist das mitteleuropäische Bauholz mit seinen mittleren Rohdichten sehr gute Wärmedämmeigenschaften auf. Die Volumenänderung von Holz unter Wärmeeinfluss ist äußerst gering und spielt in der Praxis nur in sehr außer-

Holzanatomie

eit u Gl(%) uchtigk Holzfe tante 2 Kons

4

6

8

Holz- bzw. Lufttemperatur ( C)

3

5

7

Unabhängig von seiner Verwendung bleibt Holz hygroskopisch, d.h. es nimmt Wasser auf und gibt dieses

40

40

10

Folgende Begriffe und mittlere Holzfeuchten (um) werden bei der Sortierung des Holzes unterschieden: • frisch Querschnitte ≤ 200 cm2 um > 30 % Querschnitte > 200 cm2 um > 35 % • halbtrocken Querschnitte ≤ 200 cm2 20 % < um ≤ 30 % Querschnitte > 200 cm2 20 % < um < 35 % • trocken um ≤ 20 %

80

60

9

mu Masse des feuchten Holzes mo Masse des darrtrockenen Holzes (Zellwände u. Porenraum wasserfrei)

150

11 12

u = (mu – mo /mo) • 100 (%)

1

300

80

16

Im lebenden Baum befindet sich Wasser in den Zellwänden und in den Hohlräumen. Die Holzfeuchte kann bis etwa 70 % der Masse betragen. Bei der maximalen Feuchteaufnahme ausschließlich in den Zellwänden spricht man von der Fasersättigung. Sie liegt im Bereich von 22 – 35 %. Die Abkürzung für den Feuchtegehalt lautet u, die zugehörige Definition:

1000

14

Feuchte

In Innenräumen kann Holz das Raumklima mit seiner Fähigkeit der Feuchteaufnahme und -abgabe günstig beeinflussen. Beim Konstruieren und Bauen ist die Eigenschaft des Holzes, Wasser aufnehmen zu können, jedoch wegen der möglichen Folgen besonders zu berücksichtigen. Die Wasseraufnahme und -abgabe führt zum Quellen und Schwinden des Holzes, also zu Dimensionsänderungen (siehe Bild 8). Die Tragfähigkeit von Holz nimmt mit dem Anstieg der Holzfeuchte ab, die Gefahr holzschädigender Pilze und Insekten nimmt zu. Nachteilige Folgen können ausgeschlossen werden, indem das Holz mit der Feuchte eingebaut wird, die langfristig am Einbauort zu erwarten ist. Um die für die Bearbeitung und für die spätere Einbausituation richtige Holzfeuchte zu erreichen, muss das Holz getrocknet werden. Dies kann zum Teil auf natürlichem Weg geschehen. Kurze Trocknungszeiten und niedrige Feuchten werden jedoch nur mit Hilfe der technischen Trocknung unter Einsatz von Energie erreicht. Bei allen Bauteilen aus Holz, bei denen ein Feuchtewechsel zu erwarten ist, wie z.B. bei Bauteilen, die dem Außenklima ausgesetzt sind, müssen die damit zwangsläufig verbundenen Dimensionsänderungen berücksichtigt werden. Dies gilt z.B. für hölzerne Außenschalen von Fassaden, die der Wechselwirkung von Sonne und Regen ausgesetzt sind. Schnell ablaufende Fechtewechsel fördern die Rissbildung besonders. Die mit dem Feuchtewechsel verbundenen Dimensionsänderungen und das Verformungsverhalten zeigen die Bilder »Verformungen« und »Quell- und Schwindmaße« (Bild 8 u. 9).

100

24

Die geringen Volumenvergrößerungen stellen sich in der Regel jedoch nicht ein, da beim Anstieg der Temperatur im verbauten Holz ein Trocknungsprozess einsetzt, der das Schwinden und damit eine Volumenverkleinerung zur Folge hat. Mit steigenden Temperaturen nimmt die Festigkeit des Holzes ab. In besonderen Fällen wie Brandbemessungen ist dies zu berücksichtigen, bei den in Gebäuden im Allgemeinen auftretenden Temperaturen jedoch nicht.

ab, je nach den umgebenden Feuchtebedingungen (siehe Bild 7). Beim verbauten Holz stellen sich folgende so genannte Gleichgewichtsfeuchten ein: • allseits geschlossene Bauten beheizt 9 ± 3 % • allseits geschlossene Bauten unbeheizt 12 ± 3 % • überdeckte offene Bauten 15 ± 3 % • allseits bewitterte Konstruktion 18 ± 6 %

18

gewöhnlichen Fällen eine Rolle. Die Wärmeausdehnungskoeffizienten sind abhängig von der Holzart. Sie betragen in: • Faserrichtung 2,55 bis 5 • 10-6 K-1 • Radialrichtung 15 bis 45 • 10-6 K-1 • Tangentialrichtung 30 bis 60 • 10-6 K-1

Grundlagen

20 10

20

6 4

0 -10 100

lt 3 eha mpfg serda s a W luter er abso Konstant

80

60

der

ft Lu

) kg (g/ 2

1

40 20 Relative Luftfeuchtigkeit (%)

0

Bild 7: Feuchtegleichgewicht

Bild 8: Verformungen von Vollholzquerschnitten

mm

200

+

5

10

15

Brett tangential Schichtholz S quer zur Faserrichtung Brett radial OSB- und Flachpressplatte beide Richtungen Dreischichtplatte beide Richtungen Sperrholz beide Richtungen Bild 9: Quell- und Schwindmaße von Brettern, Bohlen und Holzwerkstoffen Feuchtedifferenz von 20 %

Quellen: DIN 1052, DIN 4074 Sell, J., Eigenschaften und Kenngrößen von Holzarten, Zürich /Dietikon 1989 Holzlexikon, Stuttgart 1993

33

Holzarten

Grundlagen

Holzarten Nadelhölzer Holzname, Botanische Bezeichnung, Kurzzeichen nach DIN 4076 Douglasie Pseudotsuga menziesii

Fichte Picea abies

Kiefer (Föhre) Pinus sylvestris

Lärche, europäische Larix decidua

DGA

FI

KI

LA

wichtiges europäisches Bauholz, Konstruktionen innen, mit Holzschutz auch außen, Rahmen, Blindholz, Schälholz für Sperrplatten, Masten, Kisten, Industrieholz

wichtiges europäisches Bauholz, Konstruktionen innen, mit Holzschutz auch außen, Fenster, massiv und furniert für Möbel, Verkleidungen, Grubenholz, Industrieholz, Bodenbeläge

hochbeanspruchte Konstruktionen innen und aussen, Möbel, Verkleidungen, Ausstattungen

Frühholz gelblich weiß, Spätholz rötlich gelb Splint und Kern nicht unterschieden

hellgelblich weiß / rötlich weiß, nachbräunend, Spätholz dunkler

gelblich / rötlichbraun, nachdunkelnd, Spätholz tiefbraun

Anwendungen hochbeanspruchte Konstruktionen innen, mit Holzschutz auch außen, Bodenbeläge, Schiffbau, Schälholz für Sperrplatten, Fassdauben

Holzfarbe Splint / Kern gelblich weiß / rötlich braun, nachdunkelnd, Spätholz dunkel

makroskopisch-anatomische Merkmale: Spät-und Frühholzverteilung, Harzkanäle Spätholz breit, scharf begrenzt deutlich, Harzkanäle

Spätholz schmal, aber deutlich, Harzkanäle

Spätholz deutlich, viele Harzkanäle

Spätholz breit und deutlich, Harzkanäle

makroskopisch-anatomische Merkmale: Faserverlauf, Struktur, Aussehen schlicht bis dekorativ (Fladerschnitte)

schlicht bis dekorativ (Fladerschnitte)

schlicht bis dekorativ (Fladerschnitte)

schlicht bis dekorativ (Fladerschnitte)

0,51...0,55

0,54...0,62

mittlere Rohdichte rN [g/cm3 ] bei einer Holzfeuchte von 12 – 15 % 0,51...0,58

0,43...0,47

rechnerisches differenzielles Schwindmaß in % je 1% Feuchteänd. radial 0,15...0,19

0,15...0,19

0,15...0,19

0,14...0,18

rechnerisches differenzielles Schwindmaß in % je 1% Feuchteänd. tangial 0,24...0,31

0,27...0,36

0,25...0,36

0,28...0,36

mittel bis gut

gut

gering bis mittel, Splint sehr bläueempfindlich

mittel bis gering

gering

gering

mittel bis groß

Europa

Europa, Nordwestasien

Mitteleuropa

Dimensions- und Formstabilität (Stehvermögen) gut

gut

Widerstandsfähigkeit (des Kernholzes) gegen Pilze mittel, Splint bläueempfindlich

gering, bläueempfindlich

Widerstandsfähigkeit (des Kernholzes) gegen Insekten mittel Verbreitungsgebiet Westküste Nordamerikas, in Europa kultiviert

Quellen: Jürgen Sell, Eigenschaften und Kenngrössen von Holzarten, Zürich-Dietikon, 1987; Holz-Lexikon, Stuttgart, 1993; Info-Dienst Holz 04/2000

34

Holzarten

Grundlagen

Holzarten Nadelhölzer

Pine Pinus palustris, P. rigida, P. taeda und drei weitere Pinus-Arten PIP

Tanne (Weißtanne) Abies alba

Western Hemlock Tsuga heterophylla

Western Redcedar Thuja plicata Donn

TA

HEM

RCW

als pitch pine (Kernholz) innen für hochbeanspruchte Konstruktionen und (mit Schutz) auch außen, Bodenbeläge innen, Sperrholz, als red pine (Splintholz) für Konstruktionen und Verkleidungen innen

wie Fichte: Konstruktionen innen, mit Holzschutz auch außen, Ausstattungen, Verkleidungen, Blindholz, Kisten, Masten, Industrieholz

mäßig beanspruchte Konstruktionen innen, Fenster, Verkleidungen, Saunabau, Blindholz, Schälholz für Sperrplatten

gering beanspruchte Konstruktionen innen und außen mit guter Maßhaltigkeit, Verkleidungen, Schindeln

gelblich / rötlich gelb bis rötlich braun / Spätholz dunkel

Frühholz fast weiss, Spätholz blass rötlich Splint und Kern nicht unterschieden

Frühholz hell bräunlich grau, gelegentlich hellere Streifen, Spätholz etwas nachdunkelnd Splint und Kern nicht unterschieden

weiss / rotbraun, nachdunkelnd, Spätholz dunkler

Spätholz meist sehr breit, viele Harzkanäle

Spätholz deutlich, keine Harzkanäle

Spätholz wenig deutlich, keine Harzkanäle

Spätholz schmal, keine Harzkanäle

auffällig grosser Spätholzanteil, das Holzbild bestimmend, schlicht bis dekorativ

schlicht bis dekorativ (Fladerschnitte)

schlicht

schlicht bis dekorativ (Fladerschnitte)

0,51...0,69

0,43...0,48

0,46...0,50

0,36...0,39

0,18

0,12...0,16

0,11...0,13

0,07...0,09

0,29...0,33

0,28...0,35

0,24...0,25

0,20...0,24

mittel bis gut

gut

gut

sehr gut

Splint gering, Kern mittel

gering, bläueempfindlich

gering bis mittel

sehr groß

gering bis mittel

gering

gering

groß

südliches und südöstliches Nordamerika, Zentralamerika

Mittel- und Südeuropa

nordwestliches Nordamerika, in Europa kultivert

nordwestliches Nordamerika

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Holzarten

Grundlagen

Holzarten Laubhölzer Holzname, Botanische Bezeichnung, Kurzzeichen nach DIN 4076 Ahorn Azobe (Bongossi) Acer pseudoplatanus/platanoides L. Lophira alata AH AZO

Buche (Rotbuche) Fagus sylvatica BU

Eiche Quercus robur, Q.petraea EI

Anwendungen Ausstattungs- und Drechslerholz, mit Riegelwuchs bes. dekorativ, Möbel, Küchengeräte, Musikinstr., Parkett

hochbeanspruchte Konstruktionen im Land- und Wasserbau, wie z.B. Brücken, Schleusen, Rampen, U-Bahnschwellen, Parkett

Konstruktionen innen für mittlere bis hochbeanspruchte Konstruktionen, hohe Beanspruchungen, Parkett, innen und außen, Parkett, LagerSchwellen (imprägniert), Drechsler- fässer, feinjährige Qualität, hochholz, Schälholz, Industrieholz wertige Deckfurniere

hellrotbraun / tiefrotbraun mit leicht violettem Ton

hellgelblich bis rötlich grau, oft grau / graugelb, hell- bis dunkelungleichm. Verkernung mit fleckbraun nachdunkelnd iger, wolkiger Rotbraunfärbung, Splint und Kern kaum unterschieden

Holzfarbe Splint / Kern gelblich weiss, leicht vergilbend, seidig glänzend, Splint und Kern kaum unterschieden

makroskopisch-anatomische Merkmale: Spät- und Frühholzverteilung, Harzkanäle zerstreut, klein

zerstreut, groß

zerstreut, klein, Holzstrahlen teilweise sehr breit und deutlich

ringporig, groß

makroskopisch-anatomische Merkmale: Faserverlauf, Struktur, Aussehen häufig dekorativer Riegelwuchs, Jahrringgrenzen erkennbar, dekorativ

wechseldrehwüchsig, Zuwachszonen undeutlich, schlicht bis dekorativ

Jahrringgrenzen mäßig deutlich, schlicht

Jahrringe sehr deutlich, dekorativ

0,70...0,79

0,65...0,76

mittlere Rohdichte rN [ g/cm3 ] bei einer Holzfeuchte von 12 – 15 % 0,61...0,66

1,02...1,12

rechnerisches differenzielles Schwindmaß in % je 1 % Feuchteänderung radial 0,10...0,20

0,30...0,32

0,19...0,22

0,18...0,22

rechnerisches differenzielles Schwindmaß in % je 1 % Feuchteänderung tangial 0,22...0,30

0,4

0,38...0,44

0,28...0,35

gering

mittel

sehr gering

groß

gering

groß

Europa

Europa

Dimensions- und Formstabilität (Stehvermögen) mittel bis gut

gering bis mittel

Widerstandsfähigkeit (des Kernholzes) gegen Pilze sehr gering, auch gegenüber Bläuepilzen

groß

Widerstandsfähigkeit (des Kernholzes) gegen Insekten sehr gering gegenüber Anobium und anderen Insekten

sehr groß (auch gegen Termiten und Bohrmuschel, Ausnahme: tropische Gewässer)

Verbreitungsgebiet Europa bis Kleinasien

Westafrika

Quellen: Jürgen Sell, Eigenschaften und Kenngrössen von Holzarten, Zürich-Dietikon, 1987; Holz-Lexikon, Stuttgart, 1993; Info-Dienst Holz 04/2000

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Holzarten

Grundlagen

Holzarten Laubhölzer

Meranti, dunkelrotes, Shorea-Arten, v.a.S.pauciflora King MER

Merbau Intsia bijuga u.a. MEB

Robinie Robinia pseudoacacia L. ROB

Teak Tectona grandis TEK

durch eine grosse Variationsbreite der Holzeigenschaften für mittelbis hochbeanspr. Konstruktionen, innen und aussen, insb. Fenster, Türen, Schiffsbau, Parkbänke, helleres Meranti für Verkleidungen, Möbel und leichte Konstruktionen

stark beanspr. Konstruktionen mit grosser Masshaltigkeit, Bodenbeläge, Labor- und Werktische, Schiffsbau

Konstruktionsholz für hohe Beanspruchungen innen und außen, Treppen, Bodenbeläge, Pfähle (auch ohne chemischen Holzschutz wie Eichenkernholz)

massiv und furniert als Ausstattungsholz für Möbel, Beläge, Verkleidungen, Konstruktionen innen und aussen mit hoher Masshaltigkeit, nicht zulässig für tragende Konstruktionen, Schiffsbau, Laboreinrichtungen

gelblichgrau bis rosagrau / rötlichbraun

gelblichweiß / hellbraun bis rötlichbraun, nachdunkelnd (ähnlich Afzelia)

hellgelb bis grünlichgelb / grünlich gelb bis olivgelb, später goldbraun glänzend

grau / goldgelb, später mittel- bis dunkelbraun, oft schmale schwarze Adern, glänzend

zerstreut, groß, vertikale Harzkanäle in tangentialen Ringen

zerstreut, groß

ringporig, groß

locker ringporig, im Frühholz groß

schwach wechseldrehwüchsig, Zuwachszonen nicht erkennbar, schlicht bis dekorativ

leichter bis mittlerer Wechseldrehwuchs, Zuwachszonen erkennbar, dekorativ

Jahrringgrenzen deutlich, meist nur kurze, fasergerade Abschnitte erzielbar, oft stark gefladert, dekorativ

Zuwachszonen deutlich, kein Wechseldrehwuchs, durch Porenringe und Aderung gestreift bzw. geflammt, sehr dekorativ

0,54...0,76

0,81...0,90

0,74...0,80

0,59...0,70

0,14...0,18

0,13

0,20...0,26

0,13...0,15

0,29...0,34

0,26

0,32...0,38

0,24...0,29

gut

sehr gut

mittel

sehr gut

groß bis mittel

sehr groß

sehr groß

sehr groß

mittel bis groß

groß bis sehr groß

groß

sehr groß (termitenfest)

Südostasien

Südostasien, Madagaskar, Papua Neuguinea

Südöstliches Nordamerika, in Europa u.a. kultiviert

Südasien, kultiviert in den übrigen Tropenregionen

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Vollholzprodukte

Grundlagen

Vollholz und Vollholzprodukte

Rundholz, Baurundholz

Für den modernen Holzbau wurden in den letzten Jahren viele neue Vollholzprodukte entwickelt. Dabei reicht die Palette bei den stabförmigen Hölzern vom Rundholz bis zum Brettschichtholz. Die Besonderheit ist die Bereitstellung von Vollhölzern mit möglichst geringer Verfremdung des Holzes bei gleichzeitig gesicherter Qualität. Grundlage der Qualitätssicherung sind die einschlägigen Normen und die darüber hinausgehenden höheren Anforderungen. Erreicht wird dieses Ziel in erster Linie durch die Sortierung. Weitergehend werden Einschnitttechniken, Trocknung, teilweise Auftrennung der Stämme, Entfernung von Stücken mit Holzfehlern und die Verklebung zu größeren Querschnitten und Längen angewendet. Alle Produkte eignen sich für technisch und ästhetisch anspruchsvolle Konstruktionen. Holzschutz

Vollholz NH

Vollholz LH

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Sollen Vollholzprodukte tragende und aussteifende Funktionen erfüllen, ist die DIN 68 800-2 »Holzschutz; Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau« und die DIN 68 800-3 »Holzschutz; Vorbeugender chemischer Holzschutz« zu beachten. Sie unterscheidet Gefährdungsklassen, denen einzelne Holzbauteile nach deren Einbausituation zugeordnet sind. Den Gefährdungsklassen wiederum sind konstruktive Maßnahmen und Resistenzklassen gemäß der DIN 68 364 »Kennwerte von Holzarten; Festigkeit, Elastizität, Resistenz« zugeordnet. Darüber hinaus sind vorbeugende chemische Holzschutzmaßnahmen für die Fälle angegeben, in denen andere Möglichkeiten nicht greifen. Die Vollholzprodukte sind größtenteils in verschiedenen Holzarten und zugesicherten Feuchten erhältlich. Entsprechend wird dadurch in vielen Fällen der Verzicht auf chemischen Holzschutz nach DIN 68 800 auch in höheren Gefährdungsklassen ermöglicht (siehe auch S. 60 »Holzschutz«).

schen Instituts für Bautechnik (z.B. Z-9.1-1000) haben. Liegt beides nicht vor, gibt es die Möglichkeit der objektbezogenen Zulassung im Einzelfall, die die jeweilige Oberste Baubehörde bewilligen kann. Nachfolgend sind die relevanten Normen aufgelistet, die Anforderungen an den Baustoff Holz enthalten: • DIN 1052 Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken • DIN 1052 A /1 Holzbauwerke, Teil 1, Berechnung und Ausführung, Änderung 1 • DIN 4074-1 Sortierung von Nadelholz nach Tragfähigkeit • DIN 4074-2 Bauholz für Holzbauteile, Gütebedingungen für Baurundholz (Nadelholz) • DIN 1074 Holzbrücken • DIN 18 203-3 Toleranzen im Hochbau, Bauteile aus Holz und Holzwerkstoffen • ATV DIN 18 334 Zimmerer und Holzbauarbeiten • DIN EN 350-2 Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten, Natürliche Dauerhaftigkeit von Vollholz • DIN 68 140-1 Keilzinkenverbindung von Holz • DIN 4072 Gespundete Bretter • DIN 68 122 Fasebretter • DIN 68 123 Stülpschalungsbretter • DIN 68 126-1+ 3 Profilbretter mit Schattennut Brandverhalten

Alle nachfolgend beschriebenen Vollholzprodukte gehören zur Baustoffklasse B 2 nach DIN 4102-4, normalentflammbar.

Oberflächenqualitäten Drei Herstellungsarten werden üblicherweise angewendet: • manuelle Entrindung mit Erhalt der ursprünglichen Stammform • maschinelle Entrindung mit geringer Egalisierung der Oberfläche • Kalibrierung mit dem Ergebnis eines gleichen Durchmessers und glatter Oberfläche Verwendungen • Vollholzwände und -decken • tragende Querschnitte in Skelettkonstruktionen • Landschafts- und Gartenbau • Gerüstbau • Brückenbau • Grundbau Abmessungen • Längen bis ~20 m und Zopfdurchmesser (bezogen auf den Baum am oberen Ende des Stammes) bis ~300 mm. • für größere Abmessungen bieten sich die Holzarten Fichte, Tanne, Douglasie an. Ausschreibung • Baurundholz • Holzart • Güteklasse • Zopfdurchmesser, Länge • Holzfeuchte • Kalibrierung • Oberflächenqualität • Holzschutzmaßnahmen • Abrechnung nach lfm/m3

Bauschnittholz, Vollholz aus Laub- und Nadelholz LH NH

Baurecht, Normen und Zulassungen

Beschreibung und Herstellung Rundholz besteht aus Stämmen oder Stammabschnitten. • Befreien der Stämme von der Rinde • ggf. Kalibrierung des Querschnittes über die Stammlänge • ggf. Fräsen von Entlastungsnutten bei größeren Querschnitten • Freilufttrocknung, ggf. mit nachgeschalteter technischer Trocknung • visuelle Festigkeitssortierung

Beschreibung und Herstellung Bauschnittholz wird durch Einschneiden oder Profilieren aus Rundholz gewonnen. • Einschnitt z.B. mit Gattersägen und Blockbandsägen • Freilufttrocknung und / oder technische Trocknung • visuelle Festigkeitssortierung • ggf. Keilzinken und Verleimen der Hölzer • ggf. Hobeln und Fasen • ggf. weiteres Profilieren (z.B. Einfräsen von Fälzen, Nute und Feder)

Tragend oder aussteifend verwendete Vollholzprodukte müssen in einer bauaufsichtlich eingeführten Norm (DIN, DIN-EN) erfasst sein oder eine Zulassung des deut-

Holzarten Fichte, Tanne, Kiefer, Lärche, Douglasie, weitere Holzarten gemäß DIN 1052-1/A1, Tab.1

Holzarten Fichte, Tanne, Kiefer, Lärche, Douglasie und weitere Nadelhölzer gemäß DIN 1052

Rundholz, Baurundholz

Vollholzprodukte

Grundlagen

Buche (Holzartgruppe A), Eiche (Holzartgruppe A), Bongossi (Holzartgruppe C), Teak (Holzartgruppe A) und weitere Laubhölzer gemäß DIN 1052-1/A1, Tab.1 Oberflächenqualitäten • sägerau, ggf. hobeln und fasen • weitere Kriterien nach DIN 4074 und DIN 68 365 Die visuelle Sortierung unterscheidet Sortierklassen nach Baumkanten, Ästigkeit, Jahresringbreite, Faserneigung, Risse, Verfärbungen, Druckholz, Insektenfraß, Mistelbefall und Krümmung. Verwendung Kanthölzer: • tragende Querschnitte in Decken, Wänden, Dächern • Schalungs- und Tiefbau • Skelettkonstruktionen • Eichenkanthölzer für Fachwerksanierung und im Brückenbau • Bongossikanthölzer im Brückenbau und im Wasserbau Bohlen: • Gerüstbohlen, Laufplanken, Brückenbeläge, Balkone und Terrassen sowie als Auflage über Deckenbalken • Nagelplatten-Konstruktionen Bretter: • Schalungen • Außenbekleidungen • Dachschalung, die Dachhaut tragend bzw. das Dach aussteifend • Terrassendecks und Auflagen • Diagonalschalungen im Brückenbau oder räumlichen Tragwerken • Brettstapeldecken und -wände • Brettsperrholz • Brettsystemdecken und Wände Latten: • Unterkonstruktionen für Dachdeckungen, Fassaden, Wand- und Deckenbekleidungen Abmessungen Die Querschnitte werden je nach Verhältnis von Breite zu Höhe wie folgt unterschieden:

Latte Brett Bohle Kantholz

Dicke d bzw. Höhe h

Breite b

d ≤ 40 mm d ≤ 40 mm d > 40 mm b≤h≤3b

b < 80 mm b ≥ 80 mm b> 3d b > 40 mm

• Kanthölzer: 6 ≈ 6 / 8 /12 cm 8 ≈ 10 /12 /16 cm 10 ≈ 10 /12 / 20 / 22 cm

12 ≈ 12 /14 /16 / 20 / 24 cm 14 ≈ 14 /16 cm 16 ≈ 16 /18 / 20 cm 18 ≈ 22 cm 20 ≈ 20 / 24 Längen bis zu 16 m • Bohlen, Bretter und Latten: ungehobelt: Dicke 16, 18, 22, 24, 28, 38, 44, 48, 50, 63, 70, 75 mm gehobelt: Dicke 13,5; 15,5; 19,5; 25,5; 35,5; 41,5; 45,5 mm nordische Hölzer gehobelt: Dicke 9,5; 11; 12,5; 14; 16; 22,5; 25,5; 28,5; 40; 45 mm Breite 75, 80, 100, 115, 120, 125, 140, 150, 160, 175 mm Länge 1500 – 6000 mm in 250 u. 300 mm-Stufungen Ausschreibung • Einschnittart • Normen • Sortierklasse • Oberflächenqualität • Holzart • Schnittholzklasse • Holzfeuchte • Querschnitt, Länge • Abrechnung nach lfm/m3

Konstruktionsvollholz KVH® MassivHolz MH® Beschreibung und Herstellung Höherwertige Bauschnittholzerzeugnisse (NH) hinsichtlich Maßhaltigkeit, Formstabilität, reduzierter Rissbildung und Oberflächenqualität. • herzfreier oder herzgetrennter Einschnitt im Sägewerk oder Profilspanerwerk • Trocknung auf eine Holzfeuchte von 15 ± 3% • visuelle Festigkeitssortierung nach DIN 4074-1 und zusätzlichen Sortierregeln, reduzierte Zulässigkeit von Ästen, Rissen, Verfärbungen, Harzgallen etc. • nur bei Konstruktionsvollholz (KVH®) ggf. Keilzinken der Hölzer • Hobeln und Fasen (bei KVH-Si®, für sichtbare Konstruktionen) oder Egalisieren und Fasen, (bei KVH-Nsi®, für nicht sichtbare Konstruktionen) • Massivholz (MH®) wird nicht keilgezinkt, es bleibt klebstoffrei • rechtwinkliges Kappen der Enden Holzarten Fichte, Tanne, Kiefer, Lärche MH® auch Douglasie

Oberflächenqualitäten • KVH®: es werden zwei Qualitätsstufen angeboten, KVH-Nsi®, für den nicht sichtbaren Bereich und KVH-Si®, für den sichtbaren Be-reich. Beide erfüllen erhöhte Anforderungen gegenüber der Sortierklasse S 10 nach DIN 4074-1. • KVH-Nsi®: mindestens egalisiert und gefast • KVH-Si®: vierseitig gehobelt und gefast • MH®: nach der Satzung und den Durchführungsbestimmungen der Herstellergemeinschaft MH® MassivHolz e.V. MH-Plus® vierseitig gehobelt und gefast • MH-Fix®: egalisiert und gefast • MH-Natur®: sägerau

Brett

Verwendungen • tragende Querschnitte in Decken, Wänden, Dächern • wegen der kontrollierten Holzfeuchte für die Herstellung von vollgedämmten Konstruktionen ohne chemischen Holzschutz besonders geeignet. Abmessungen • KVH®: Dicke bis 120 mm Breite bis 240 mm Querschnitte 60 ≈ 120/140/160/180/200/240 mm 80 ≈ 120 /140 /160/200 / 240 mm 100 ≈ 120 / 200 mm 120 ≈ 120 / 200 / 240 mm Lieferlängen: nicht keilgezinkte Hölzer bis 5 m, keilgezinkte Hölzer in beliebigen Längen bis 14 m möglich • MH®: Kanthölzer wie bei Nadelschnittholz nach Liste lieferbar, Lieferlänge bis zu 13 m

Konstruktionsvollholz KVH®

Ausschreibung • Konstruktionsvollholz mit / ohne Keilzinkung oder • Massivholz • Kennzeichnung • Holzart • Querschnitt, Länge • Oberflächenqualität • Abrechnung nach lfm/m3 Kreuzbalken

Kreuzbalken Beschreibung und Herstellung Kreuzbalken bestehen aus vier viertelholzähnlichen, faserparallel miteinander verklebten Segmenten aus Nadelholz. Dabei wird die

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Vollholzprodukte

Grundlagen

Duo/Trio-Balken (auch Balkenschichtholz, Lamellenholz oder Lamellenbalken)

Brettschichtholz BSH

Außenseite der Rundholzsegmente nach innen gewendet, so dass im Inneren des Rechteckquerschnittes eine zentrische, über die gesamte Länge durchlaufende Röhre entsteht. • Auftrennen von Schwachholz in Halbhölzer • Trocknung auf eine Holzfeuchte unter 15% • Profilieren von Viertelstücken • visuelle Festigkeitssortierung der Viertelstücke wie für Kanthölzer gemäß DIN 4074-1 und mit zusätzlichen Sortierkriterien der Zulassung • Klebstoffauftrag, Formieren und Verkleben der Viertelhölzer • Aushärten unter Druck • Festigkeitssortierung des Gesamtquerschnittes gemäß DIN 4074-1 und mit zusätzlichen Sortierkriterien der Zulassung • ggf. Keilzinken des vorgehobelten Gesamtquerschnittes zu längeren Stäben • ggf. Hobeln, Fasen • Zuschnitt auf Länge

Duo- / Trio-Balken (auch Balkenschichtholz, Lamellenholz oder Lamellenbalken)

Holzarten Fichte, Tanne, Kiefer, Lärche, Douglasie und weitere Nadelhölzer gemäß DIN 1052-1/A1, Tabelle 1

Holzarten Fichte, Tanne, Kiefer, Lärche, Douglasie und weitere Nadelhölzer gemäß DIN 1052-1/A1, Tabelle 1

Oberflächenqualitäten • sägerau oder • gehobelt und gefast Verwendungen • wie Nadelschnittholz • besonders geeignet für den Holzhausbau, aufgrund der hohen Formstabilität und der niedrigen Holzfeuchte Abmessungen Querschnitte von 80 ≈ 100 mm bis 200 ≈ 260 mm Das Verhältnis Höhe zu Breite ≤ 2 Länge bis zu 12 m Zulassungen Z-9.1-314, Z-9.1-415, Z-9.1-425, Z-9.1-444

Profilbretter

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Ausschreibung • Kreuzbalken • Zulassung • Sortierklasse • Holzart • Querschnitt • Länge • Oberflächenqualität • Holzschutzmassnahmen • Abrechnung nach lfm/m3

Beschreibung und Herstellung Duo-Balken und Trio-Balken bestehen aus zwei bzw. drei flachseitig, faserparallel miteinander verklebten Bohlen oder Kanthölzern. • technische Trocknung von Brettern, Bohlen oder Kanthölzern aus Nadelholz auf eine Holzfeuchte von ≤ 15% • visuelle Festigkeitssortierung • Keilzinken der Bretter oder Bohlen zu Lamellen • Hobeln und Ablängen der Lamellen • flächiger Klebstoffauftrag auf die Breitseite der Lamellen • Verkleben von zwei oder drei Lamellen zu einem Querschnitt in einem geraden Pressbett • Aushärten unter Druck • i.d.R. Hobeln, Fasen und Zuschnitt auf Länge nach dem Aushärten

Oberflächenqualitäten • egalisiert oder • gehobelt und gefast Verwendungen • wie Nadelschnittholz • besonders geeignet für den Holzhausbau, aufgrund der hohen Formstabilität und der niedrigen Holzfeuchte Abmessungen Einzelquerschnittsbreite ≤ 280 mm Einzelquerschnittshöhe ≤ 80 mm Lieferlängen bis zu 18 m • Duo-Balken: Breite 80, 100, 120, (140, 160) mm Dicke 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240 mm • Trio-Balken: Breite 180, 200, 240 mm Dicke 100, 120, 140, 160, 180, 200, (220, 240) mm Zulassung Z-9.1-440 Ausschreibung • Duo- oder Trio-Balken • Zulassung

• • • • • •

Sortierklasse Holzart Querschnitt, Länge Oberflächenqualität Holzschutzmaßnahmen Abrechnung nach lfm/m3

Brettschichtholz BSH Beschreibung und Herstellung Brettschichtholz ist ein vergütetes Vollholz, bei dem der festigkeitsmindernde Einfluss der wachstumsbedingten Holzfehler bis zu einem gewissen Grad aufgehoben wird. Es besteht aus mindestens drei faserparallel miteinander verklebten, getrockneten Brettern oder Brettlamellen aus Nadelholz. Neben einfachen, geraden Bauteilen sind Formen mit variablem Querschnitt und / oder einfacher bzw. doppelter Krümmung sowie Drehung in Längsachse möglich. • technische Trocknung von Brettern aus Nadelholz auf eine Holzfeuchte von etwa 12% • visuelle oder maschinelle Festigkeitssortierung ggf. mit Auskappen größerer Fehlstellen • Keilzinken der Bretter zu Lamellen • Hobeln und Ablängen der Lamellen • flächiger Klebstoffauftrag auf die Breitseite der Lamellen • Verkleben der Lamellen in einem geraden oder auch gekrümmten Pressbett • es können Bretter verschiedener Sortierklassen über die Querschnittshöhe angeordnet werden • Aushärten unter Druck • i.d. Regel Hobeln, Fasen und Zuschnitt auf Länge nach dem Aushärten Holzarten Fichte, Tanne, Kiefer, Lärche, Douglasie, weitere Möglichkeiten sind Western Hemlock, Southern Pine, Yellow Cedar, siehe auch DIN 1052-1/A1, Tabelle 1 Querschnittsaufbau Über die Querschnittshöhe können Lamellenlagen von unterschiedlichen Sortierklassen angeordnet werden. Die Sortierklasse der Bretter im auf Zug beanspruchten Querschnittsbereich bestimmen die Festigkeitsklasse des Brettschichtholzes.

Vollholzprodukte, Holzwerkstoffe

Im Wesentlichen auf Zug beanspruchte Bauteile müssen homogen aufgebaut sein.

Grundlagen

• Fasebretter

S 13

S 10

S 10

S 10

• Stülpschalungsbretter

S 13

S 13

Typ 1

Typ 2

Typ 3

homogenes BS 11

inhomogenes ,BS 14 (kombiniert symmetrisch)

inhomogenes BS 14 (kombiniert asymmetrisch)

Oberflächenqualitäten • gehobelt und gefast Es werden 3 Qualitäten unterschieden: Industriequalität, Sichtqualität und Auslesequalität. Die Sichtqualität entspricht den Anforderungen der ATV DIN 18 334. Verwendungen • hoch belastete und weit gespannte Bauteile • Bauteile mit besonders hohen Anforderungen an die Formstabilität und die Optik Abmessungen und Formen Breite 60 – 220 mm (max. 300 mm) Höhe 100 – 2000 (max. 3000) mm Verhältnis B / H ≤ 1/10 (schlankere Querschnitte möglich) Länge bis 30 m (max. 60 m) Krümmungsradius bis minimal 150 -fache Lamellendicke bei dann reduzierter Beanspruchbarkeit Ausschreibung • Holzart • Brettschichtholzklasse • Verklebung • Breite, Höhe, Länge • Oberflächenqualität • Holzschutzmaßnahmen • Abrechnung nach lfm/m3

Profilbretter Beschreibung und Herstellung Gehobelte und profilierte Hölzer werden aus Rundholz gesägt, gehobelt und gefräst. • gespundete Bretter

• Profilbretter mit Schattennut

• Stülpschalungsbretter: Dicke 19,5 mm Breite 115, 135, 155 mm Dicke (nordisch) 19,5 mm Breite 111, 121, 146 mm • Profilbretter mit Schattennut: Dicke 12,5; 15,5; 19,5 mm Breite 96, 115 mm Dicke (nordisch) 12,5; 14; 19,5 mm Breite 12,5; 14; 19,5 mm Längen 1500 – 4500 mm (Stufung 250 mm) 4500 – 6000 mm (Stufung 500 mm) Längen (nordisch) 1800 – 6000 mm (Stufung 300 mm) Ausschreibung • Bezeichnung • Normen • Sortierklasse • Holzart • Dicke, Breite, Länge • Abrechnung nach m2

Holzwerkstoffe (HWS) Neben den in der DIN enthaltenen Formen und Maßen, sind entsprechend den vorhandenen Werkzeugen zahlreiche Profilmodifikationen und Maßvarianten möglich. Die Profilbretter werden auf Bestellung im Hobelwerk gefertigt und können über den Handel bezogen werden. Holzarten Fichte, Tanne, Kiefer, Lärche, Douglasie Oberflächenqualitäten • egalisiert oder • gehobelt Verwendungen • tragende und nicht tragende Schalungen im Innenbereich und Außenbereich Abmessungen • gespundete Bretter: Dicke 15,5; 19,5; 22,5; 35,5 mm Breite 95, 115, 135, 155 mm Dicke (nordisch) 19,5; 22,5; 25,5 mm Breite 96, 111, 121 mm • gespundete Fasebretter: Dicke 15,5; 19,5 mm Breite 95, 115 mm Dicke (nordisch) 12,5 mm Breite 96, 111 mm

Holzwerkstoffe (HWS) sind aus zerkleinertem Holz gepresste Platten oder Stäbe. Zu den Zerkleinerungstechniken gehören alle bekannten Techniken wie Sägen (Bretter), Messern und Schälen (Furniere), Spanen und Fasern. Verwendet werden Hölzer und Holzprodukte vom Stammholz bis zum fremdstofffreien Abfallholz im Rahmen des Recyclings. Die Industrie bietet eine große Anzahl an Holzwerkstoffen, größtenteils plattenförmig. Sie sind unter möglichst guter Nutzung der Holzeigenschaften optimiert für ihre Verwendung in Konstruktionen. Die wesentlichen Optimierungsrichtungen sind: • die Größe in Länge, Breite und Dicke für die Herstellung von größeren Bauteilen und Bauteilflächen, • die Festigkeit mit dem Ziel hoher Tragfähigkeit und • die Oberflächenqualität mit dem Ziel einer möglichst breit angelegten Beanspruchbarkeit z.B. hinsichtlich Erscheinungsbild (Bauteiloberflächen) oder Bewitterung (Fassaden). Dabei erreichen die aus Brettern oder Furnieren hergestellten Holzwerkstoffe meist deutlich höhere Festigkeiten als die Vollhölzer gleicher Holzart.

Bestandteile und Herstellverfahren In den Holzwerkstoffen sind die meisten Holzarten vorhanden, die auch in Form von Vollhölzern im Bauen verwendet werden und darüber hinaus auch solche, die als Vollholz nicht oder nur bedingt geeignet sind, wie z.B. die Buche. Das Nassverfahren nutzt das holzeigene Bindemittel Lignin. Mittels sehr hohen Pressdrücken wird das Lignin zum »Fließen« gebracht und so zusammen mit der Verfilzung der Holzbestandteile die Bindung in Faserplatten hergestellt. Das Trockenverfahren benötigt Bindemittel. Verwendet werden sowohl organische Klebstoffe, größtenteils Kunstharze, als auch anorganische mineralische Bindemittel, wie sie aus der Mörteltechnologie bekannt sind. Zum Verkleben werden für den jeweiligen Verwendungszweck geprüfte und zugelassene Klebstoffe verwendet. Für die Herstellung mineralisch gebundener Holzwerkstoffe kommen im wesentlichen Gips und Zement zum Einsatz. Weitere Bestandteile können Schutzmittel gegen Schädlinge und Feuer sein. Brandverhalten und Baustoffklasse Holzwerkstoffe gibt es gemäß DIN 4102-1 »Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen« in der Baustoffklasse: • A, nichtbrennbar • B, brennbar Den dafür entscheidenden Einfluss wie auch auf die Entflammbarkeit und das Brandverhalten haben die Bindemittel: Klebstoffgebundene Holzwerkstoffe (HWS) sind meist Baustoffklasse: • B 2, normalentflammbar. Zementgebundene Holzwerkstoffe (HWS) sind entweder in die Baustoffklasse: • B 1, schwerentflammbar oder • A 2, nichtbrennbar eingeordnet. Gipsgebundene Holzwerkstoffe (HWS) gehören in die Baustoffklasse • A 2, nichtbrennbar. Durch die Zugabe von Feuerschutzmitteln oder Beschichtung kann eine Erhöhung des Brandschutzes erreicht werden. Die Einstufung in eine Baustoffklasse nach DIN 4102-1 ergibt sich aus der genannten Norm, aus der jeweiligen Stoffnorm oder aus der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung.

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Holzwerkstoffe

Grundlagen

Dreischichtplatten

Holzschutz und Holzwerkstoff-Klassen (HWS-Klassen) Sollen Holzwerkstoffe tragende oder aussteifende Funktionen erfüllen, ist die DIN 68 800-2 und -3 »Holzschutz; Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau« zu beachten. Sie unterscheidet die HWS-Klassen 20, 100 und 100 G. Diesen Klassen sind maximale Feuchten zugeordnet, die die Holzwerkstoffe in der jeweiligen Einbauumgebung nicht überschreiten dürfen, wie folgt: HWSKlasse 20 100 100 G

Fünfschichtplatten

Furnierschichtholz FSH

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maximaler Feuchtegehalt 15% (Holzfaserplatten 12%) 18% 21%

Die Feuchtegehälter sind bekannten Einbausituationen zugeordnet, wie z.B. 15% für Innenbeplankungen von Außenwänden, 18% für Hohlräume und Außenbeplankungen von Außenwänden und 21% für Trägerschichten unter der Abdichtung von Flachdächern oder in Dachhohlräumen liegenden Platten. Die konkreten Anwendungsfälle sind in der DIN 68 800-2 Tabelle 3 genannt. Erreicht werden können die genannten Holzwerkstoffklassen durch die Verwendung von Furnieren aus Holzarten mit bestimmten Resistenzklassen nach DIN 68 364 »Kennwerte von Holzarten; Festigkeit, Elastizität, Resistenz« oder durch chemische Maßnahmen in Form von bestimmten Klebstoffen oder Zugabe von Holzschutzmitteln. Bei einzelnen Holzwerkstoff-Produkten aus Furnierschichtholz ist eine Imprägnierung mit vorbeugend wirksamen chemischen Holzschutzmitteln im Kesseldruckverfahren nach DIN 68 800-3 »Holzschutz; Vorbeugender chemischer Holzschutz« möglich. Die so behandelten Produkte können bis zur Gefährdungsklasse 4, Holzteile mit ständigem Erd- oder Süßwasserkontakt, eingesetzt werden. Baurecht , Normen und Zulassungen In tragender oder aussteifender, schall- oder wärmedämmender Funktion eingesetzte HWS-Platten müssen in einer bauaufsichtlich eingeführten Norm (DIN, DIN-EN) erfasst sein oder eine Zulassung des deutschen Instituts für Bau-

technik (z.B. Z-9.1-1000) haben. Liegt beides nicht vor, gibt es die Möglichkeit der objektbezogenen Zulassung im Einzelfall, die über die jeweilige Oberste Baubehörde zu erreichen ist.

Drei- und Fünfschichtplatten Beschreibung und Herstellung Die Platten bestehen aus drei oder fünf Brettlagen, die jeweils im rechten Winkel gekreuzt, aufeinander gelegt und miteinander verklebt werden. Die Bretter der Decklagen liegen parallel zueinander. Die Festigkeitseigenschaften weisen eine sehr große Bandbreite auf. Sie können mit der Qualität des verwendeten Holzes und den Dickenverhältnissen der einzelnen Schichten gesteuert werden. Bestandteile • Nadelhölzer, in erster Linie Fichte und Douglasie • Kunstharze • ggf. Holzschutzmittel Anwendung • nichttragende, mittragende und aussteifende Beplankung bei Wänden, Decken und Dächern • im Außenbereich mit Wetterschutz Abmessungen Dicke 3-lagig 16 – 75 mm Formate 1000 – 3000 ≈ 5000 / 6000 mm Dicke 5-lagig 33 – 80 mm Formate 1000 – 3000 ≈ 5000 / 6000 mm Holzschutz HWS-Klassen 20, 100, 100 G nach DIN 68800-2 Brandverhalten Baustoffklasse B 2, normalentflammbar, nach DIN 4102-4 Bauaufsichtliche Zulassungen Z-9.1-242, Z-9.1-258, Z-9.1-376, Z-9.1-404, Z-9.1-477 Ausschreibung • Plattentyp • Zulassung • Holzart • ggf. Holzschutzmaßnahmen • Dicke, Breite, Länge • Oberflächenqualität • Abrechnung nach m2

Furnierschichtholz FSH und SVL Beschreibung und Herstellung Funierschichtholz (FSH) entsteht durch Verkleben von rund 3 mm dicken, getrockneten Schälfurnieren aus Nadelholz. Es werden zwei Furnieranordnungen unterschieden: FSH-S, alle Funierlagen mit Faserrichtung parallel, längs zur Produktionsrichtung, für vorwiegend lineare Bauteile und Beanspruchungen. FSH-Q, mit vorwiegend gleicher paralleler Faserrichtung und einzelnen Furnierlagen in Querrichtung, für flächige Bauteile sowie Beanspruchungen. FSH-T entspricht hinsichtlich der Faserrichtung dem FSH-S. Es wird jedoch aus leichteren Furnieren (geringere Rohdichte) hergestellt mit entsprechend geringerer Tragfähigkeit. Die Furniere einer Lage werden im Allgemeinen durch eine Schäftung oder einer Überlappung miteinander verbunden. SVL (Structural Veneer Lumber) sind vorwiegend stabförmige Bauteile und bestehen aus an den Decklagen miteinander verklebten Furnierschichtholz-Lamellen. Die Lamellen werden aus mehreren 2,5 mm dicken Furnierlagen mit Faserverlauf in Plattenlängsrichtung verklebt. Die Längsverbindung der Lamellen erfolgt mittels Keilzinken. Bestandteile FSH: • Furniere, vorwiegend Fichte, Kiefer (Produkt Kerto), Douglasie, Southern Pine (Produkt Microlam) • Kunstharze SVL: • Oregon Pine, Douglas Fir nach DIN 68 705-3 Anwendung FSH: • Träger, Stützen, Gurte und Stäbe von Fachwerkträgern und räumlichen Fachwerken, Doppel-T-Träger und verwandte Querschnitte • ebene Flächentragwerke als Platte z.B. für aussteifende Scheiben, tragende Dach- und Deckenbeläge • hohe Festigkeiten und günstiges Verformungsverhalten in Faserrichtung, deshalb sehr gut geeignet für höher beanspruchte

Holzwerkstoffe

Teile von Tragwerken und Verstärkungen von tragenden Holzbauteilen FSH-Q: • durch Querzug beanspruchte Träger und Stützen SVL: • Träger, Stützen • Fassadenkonstruktionen • Holzhausbau • Innenausbau • hochfeste Treppenstufen • Fußbodenbelag (Stabparkett) Abmessungen • FSH-S: Dicke 21, 24, 27 – 75 mm (in 6 mm Stufen) Format bis 1820 ≈ 23 000 mm. bzw. 2500 ≈ 20 000 mm • FSH-Q: Dicke 21, 24, 27 – 69 mm (in 6 mm Stufen) Formate bis 1820 ≈ 23 000 mm bzw. 2500 ≈ 20000 mm • FSH-T: Dicke 39 – 75 mm (in 6 mm Stufen) Formate bis 200 ≈ 23 000 mm • SVL: Breite 50 mm Höhe 100 – 356 mm Länge bis 48 000 mm Holzschutz HWS-Klasse 100, da ausschließlich Phenolharz für die Verklebung verwendet wird. HWS-Klasse 100 G kann durch die Behandlung mit einem bauaufsichtlich zugelassenen Holzschutzmittel erreicht werden. Brandverhalten Baustoffklasse B 2, normalentflammbar, nach DIN 4102-4 Bauaufsichtliche Zulassungen FSH: Z-9.1-100, Z-9.1-291, Z-9.1-245, Z-9.1-377 SVL: Z-9.1-539 Ausschreibung • Plattentyp • Hersteller • Zulassung • Holzart • Dicke, Breite, Länge • Holzschutzmaßnahmen • Abrechnung nach m2 oder m3

Grundlagen

Bau-Furniersperrholz BFU Stabsperrholz ST Stäbchensperrholz STAE Beschreibung und Herstellung Bau-Furniersperrholz (BFU) entsteht durch kreuzweises Anordnen und Verkleben getrockneter Furniere. Die Furniere müssen symmetrisch zur Mittelebene angeordnet werden. Die Mehrzahl der Furniersperrhölzer hat eine ungerade Anzahl Furnierlagen (mindestens drei Lagen), bei gerader Lagenanzahl liegen die beiden inneren Lagen faserparallel. Ab fünf Lagen und Dicken über 12 mm wird es auch als Multiplexplatte bezeichnet. Das Bau-Furniersperrholz aus Buche, BFU-BU, DIN 68 705-5, wird aus drei bis neun Lagen Buchenfurnier mit 1,5 bis 3,2 mm Dicke hergestellt. Die Stab- und Stäbchensperrhölzer (ST u. STAE) haben eine Mittellage aus Leisten. Die Leistenquerschnitte sind in Plattenebene ca. 24 – 30 mm (ST) bzw. 6 – 8 mm (STAE) breit. Ihre Höhe richtet sich nach der herzustellenden Plattenstärke. Beidseitig der Mittelschicht werden je eine (dreischichtige) oder zwei (fünfschichtige) Furnierlagen aufgeklebt. Es gibt eine unbeschränkte Anzahl von Möglichkeiten des Plattenaufbaus besonders hinsichtlich Furnierqualität und Furnierschichtdicke. Damit können sehr unterschiedliche elastomechanische Eigenschaften und Festigkeiten erzielt werden. Ausschlaggebend sind die zur Verwendung kommenden Holzarten und die Qualität der Furniere. Bestandteile • Furniere, vorwiegend Fichte, Kiefer, Seekiefer, Douglasie, Hemlock, Southern Pine, Mahagoni, Makoré, Buche • Stäbe oder Stäbchen, vorwiegend Fichte, Kiefer, Tanne • Kunstharze • ggf. Holzschutzmittel gegen Schädlinge und Schutzmittel gegen Feuer Anwendung BFU: • mittragende und aussteifende Beplankung von Wänden, Decken und Dächern. • Baufurniersperrholz aus Buche, BFU-BU ist besonders für statisch hoch beanspruchte Bauteile, wie z.B. Verstärkung von

Durchbrüchen und Ausklinkungen bei Brettschichtholzträgern geeignet • pilzgeschützte Platten des Typs BFU 100 G mit zugleich höheren Festigkeiten finden auch im Gerüstbau Anwendung ST, STAE: • Ausbau • keine tragenden Funktionen Abmessungen • BFU Dicke 8 – 40 mm in 1 – 2 mm Schritten bis ~25 mm, darüber größere Schritte Formate 2500 / 3000 ≈ 1250 / 1500 mm 2400 / 3050 ≈ 1200 / 1525 mm • ST, STAE Dicke 13 – 38 mm in 2 – 3 mm Schritten bis ~ 30 mm, darüber größere Schritte Formate 1220 – 4100 ≈ 2440 – 5400 mm Holzschutz HWS-Klassen 20, 100, 100 G Der Plattentyp 100 G kann durch die Verwendung von Holzarten der Resistenzklasse 2 nach DIN 68 364 oder durch Beimischung eines zugelassenen Holzschutzmittels in den Kleber hergestellt werden. • für die direkte Bewitterung nicht geeignet • kaum Gefahr des Insektenbefalls

SVL

Furniersperrholz BFU

Brandverhalten • Baustoffklasse B 1, schwerentflammbar und • Baustoffklasse B 2, normalentflammbar nach DIN 4102, Teil 4 Normen • DIN 68 705-3 Sperrholz; BauFurniersperrholz • DIN 68 705-4 Sperrholz; BauStabsperrholz, Bau-Stäbchensperrholz • DIN 68 705-5 Sperrholz; BauFurniersperrholz aus Buche • DIN 68 364 (1979 – 91)Kennwerte von Holzarten; Festigkeit, Elastizität, Resistenz • DIN EN 350 Dauerhaftigkeit von Holz- und Holzprodukten

Stabsperrholz

Bauaufsichtliche Zulassungen Z-9.1-43, Z-9.1-6, Z-9.1-7, Z-9.1-430, Z-9.1-431, Z-9.1-455 Ausschreibung • Plattentyp • Normen

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Holzwerkstoffe

Grundlagen

• • • • •

Zulassung Emissionsklasse Dicke, Breite, Länge Oberflächenqualität Abrechnung nach m2

OSB-Flachpressplatte (Oriented Strand Board)

OSB-Flachpressplatte

Beschreibung und Herstellung Die Herstellung der OSB-Flachpressplatte erfolgt durch Verkleben größerer Späne (Strands). Die so genannten Lang- oder Flachspäne sind ca. 0,6 mm dick, 75 mm bis 130 mm lang und ca. 35 mm breit. Sie liegen in den Deckschichten überwiegend in Richtung der Plattenlängsseite (Fertigungsrichtung) und in der Mittelschicht quer dazu. OSB-Flachpressplatten haben in Abhängigkeit zur Richtung der Späne deutlich unterschiedliche Festigkeitseigenschaften. Parallel zur vorwiegenden Spänerichtung werden sehr hohe Festigkeitswerte erreicht. Bestandteile • Längsspäne, vorwiegend: Kiefer, Seekiefer, Douglasie, Oregon Pine, Erle, Pappel • Kunstharze • ggf. Holzschutzmittel

Spanplatte-Flachpressplatte FP

Anwendung • mittragende und aussteifende Beplankung bei Böden, Wänden, Decken und Dächern (im Außenbereich mit Witterungsschutz) • Stege bei I-Trägern Abmessungen Dicke 6 – 40 mm, bis ca. 25 mm in 1 – 2 mm Schritten, darüber größere Schritte Formate 2440 – 5000 ≈ 1220 – 2620 mm

Holzwolleleichtbauplatten HWL

Holzschutz HWS-Klasse 100 • für die direkte Bewitterung nicht geeignet • geringe Gefahr des Insektenbefalls Brandverhalten Baustoffklasse B 2, normalentflammbar, nach DIN 4102-4 Normen DIN EN 300 Platten aus langen, schlanken, ausgerichteten Spänen

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Bauaufsichtliche Zulassungen Z-9.1-275, Z-9.1-326, Z-9.1-424, Z-9.1-387, Z-9.1-414, Z-9.1-503 Z-9.1-504 Ausschreibung • Plattentyp • Zulassung • Emissionsklasse • Dicke, Breite, Länge • Oberflächenqualität • Abrechnung nach m2

Spanplatte-Flachpressplatte FP klebstoff- (kunstharz-), zementund gipsgebunden Beschreibung und Herstellung Flachpressplatten (FP) werden durch Verpressen von kleinen Holzspänen mit Klebstoffen oder mineralischen Bindemitteln hergestellt. Die Späne liegen vorzugsweise parallel zur Plattenoberfläche und werden in der Regel mehrschichtig oder mit stetigem Übergang in der Struktur ausgebildet. Dabei werden in beiden Richtungen der Plattenebene nahezu gleichwertige Zug-, Druck- und Biegefestigkeiten erreicht. Die Zugfestigkeiten für die Beanspruchung senkrecht zur Plattenebene sind niedrig infolge des relativ lockeren Aufbaus in der Mittelschicht. Die Festigkeitswerte können durch unterschiedliche Querschnittsstrukturen (Lage und Beschaffenheit der Späne, Verleimungsart, Grad der Verdichtung) beeinflusst werden. Die Biegefestigkeiten mehrschichtiger Flachpressplatten sind auf Grund des höheren Bindemittelanteils der Deckschichten im allgemeinen höher als diejenigen von Einschichtplatten. Bestandteile Klebstoffgebundene FP: • Holzspäne,vorwiegend: Kiefer, Fichte, Buche, Birke, Erle, Esche, Eiche, Pappel, Kastanie • holzartige Faserstoffe aus Einjahrespflanzen, Flachs- und Hanfschäben • Bindemittel: Kunstharze Zementgebundene FP: • hochverdichtetes Gemisch aus etwa 25 Gewichtsprozent Holzspänen aus Fichte oder Tanne, die als Armierung dienen • ca. 65% mineral. Bindemittel: Portlandzement, Magnesitbinder, Wasser, Zusatzmittel

Gipsgebundene FP: • Holzspäne aus Fichte • Bindemittel: kalzinierter Gips Anwendungen klebstoffgebundene FP: • universell verwendbar für nichttragende, mittragende und aussteifende Beplankung und Belegung von Böden, Wänden Decken und Dächern • Stege von I-Trägern • Stege von Holz-Schalungsträgern zementgebundene FP: • besonders für die Außenbeplankung von Außenwänden und Fassaden geeignet gipsgebundene FP: • mittragende und aussteifende Beplankung von Wandtafeln für Holzhäuser in Tafelbauart Abmessungen • klebstoffgebundene FP: Dicke 2 – 38 mm in 1 – 2 mm Schritten Formate 1250 ≈ 2500/5000, 4100 ≈ 1850, 2710 ≈ 2080, 2750/5300 ≈ 2050 mm Längen bis 14000 mm • gipsgebundene FP: Dicke 10, 12, 15, 18 mm Formate 1200/1220/1250 ≈ 2400/2600/3000 mm • zementgebundene FP: Dicke 8 – 28 in 1– 2 mm Schritten, 32 – 40 mm in 2 mm Schritten Formate 1250 ≈ 2600/3100/3200/3350, 3000 ≈ 6500 mm Holzschutz Es gibt alle HWS-Klassen. Die klebstoff- und gipsgebundene FP ist für die ungeschützte Anwendung im Freien nicht geeignet. Die zementgebundene FP hat eine hohe Witterungsbeständigkeit und hohe Resistenz gegenüber Schädlingen. Brandverhalten klebstoffgebundene FP: • Baustoffklasse B 2, normalentflammbar, nach DIN 4102 Teil 4 zementgebundene FP: • Baustoffklasse B 1, schwerentflammbar oder Baustoffklasse A 2, nichtbrennbar gipsgebundene FP: • Baustoffklasse A 2, nichtbrennbar

Holzwerkstoffe

Normen klebstoffgebundene FP: • DIN 68 763 Spanplatten; Flachpressplatten für das Bauwesen zementgebundene FP: • DIN EN 633, DIN EN 634 Bauaufsichtliche Zulassungen klebstoffgebundene FP: Z-9.1-129, Z-9.1-133, Z-9.1-134, Z-9.1-156, Z-9.1-176, Z-9.1-182, Z-9.1-202, Z-9.1-215, Z-9.1-224, Z-9.1-303, Z-9.1-365, Z-9.1-398, Z-9.1-405, Z-9.1-421, Z-9.1-456, Z-9.1-463 gipsgebundene FP: Z-9.1-336, Z-9.1-187, Z-PA-III 4.864 zementgebundene FP: Z-9.1-89, Z-9.1-120, Z-9.1-173, Z-9.1-267, Z-9.1-285, Z-9.1-325, Z-9.1-328, Z-9.1-340, Z-9.1-384, Z-9.1-486, Z-9.1-490 Ausschreibung • Plattentyp • Normen • HWS-Klasse • Bindemittel • Emissionsklasse • Dicke, Breite, Länge • Oberflächenqualität • Abrechnung nach m2

Holzwolleleichtbauplatten HWL Beschreibung und Herstellung Holzwolleleichtbauplatten (HWL) werden aus Holzwolle und mineralischen Bindemitteln wie Zement oder kaustisch gebranntem Magnesit hergestellt. Anwendungen • Wärmeschutz, Schallschutz (Schalldämmung und Schallabsorption) • Brandschutz • für Holzwolleleichtbauplatten nach DIN 1101 bestehen folgende Anwendungstypen: W nicht druckbelastbar WD druckbelastbar WV beanspruchbar auf Querzug WB beanspruchbar auf Biegung WS erhöhte Beanspruchbarkeit für Sonderzwecke ML Mehrschicht-Leichtbauplatte • Mehrschichtleichtbauplatten (ML) in Verbindung mit Dämmstoffen aus Hartschaum oder Mineralwolle eignen sie sich für den Wärmeschutz

Grundlagen

Abmessungen Dicke 15, 25, 35, 50, 75, 100 mm Format 500 ≈ 2000 mm Brandverhalten Baustoffklasse B 1, schwerentflammbar, nach DIN 4102 Normen DIN 1101 Holzwolleleichtbauplatten und Mehrschichtleichtbauplatten als Dämmstoffe für das Bauwesen Ausschreibung • Plattentyp • Normen • Dicke, Breite, Länge • Abrechnung nach m2

Holzfaserplatten Harte Holzfaserplatten HFH Mittelharte Holzfaserplatte HFM Mitteldichte Holzfaserplatte MDF Beschreibung und Herstellung Harte Holzfaserplatten (HFH), mittelharte Holzfaserplatten (HFM) und mitteldichte Holzfaserplatten (MDF) werden im Trockenverfahren (HFH und MDF) mit Bindemitteln oder im Nassverfahren (HFH und HFM) ohne Bindemittel durch starkes Verpressen hergestellt. Die Bindung beruht auf der Verfilzung der Faser sowie deren eigene Verklebungsfähigkeit. Für mittragende und aussteifende Zwecke müssen die harten Holzfaserplatten (HFH) eine Mindestrohdichte von 950 kg/m3 und die mittelharten/ mitteldichten Holzfaserplatten (HFM/MDF) eine Mindestrohdichte von 650 kg/m3 aufweisen. Harte Holzfaserplatten (HFH) haben ein nahezu gleiches Verhalten in beide Richtungen der Plattenebene. Durch unterschiedliche Pressdrücke, Temperatureinwirkungen und Bindemittel können die Eigenschaften verändert werden. Bestandteile • Holzfasern, vorwiegend Fichte, Tanne, Kiefer, Buche, Birke, Pappel, Eukalyptus • holzartige Faserstoffe aus Einjahrespflanzen • mit oder ohne Bindemittelzusatz: Kunstharze, Naturharze • weitere mögliche Bestandteile sind Hydrophobierungsmittel wie Wachse (Paraffin) und Schutzmittel gegen Schädlinge und Feuer

Anwendungen HFH, HFM und MDF: • eingeschränkt als mittragende und aussteifende Beplankung und für die Herstellung von Wand-, Decken- und Dachtafeln für Holzhäuser in Tafelbauweise nach DIN 68 754-1 Abmessungen • HFH: Rohdichte 800 – 1100 kg/m3 Dicke 5 – 16 mm Formate bis 2100 ≈ bis 5500 mm • HFM und MDF: Rohdichte 330 – 650 kg/m3: Dicke 12 – 40 mm Formate 1250 ≈ 2500 mm Rohdichte > 650 kg/m3: Dicke 6 – 25 mm Formate 1250 ≈ 2500 mm

harte Holzfaserplatten HFH (Vorder- und Rückansicht)

Holzschutz HFH: in HWS-Klassen 20 und 100 Brandverhalten Alle Holzfaserplatten gehören in die Baustoffklasse B 2 nach DIN 4102 Teil 4, normalentflammbar, höhere Qualitäten sind erreichbar und ggf. mit Zulassungen oder Prüfzeugnissen zu belegen. Normen: DIN 68 754-1 harte und mittelharte Holzfaserplatten für das Bauwesen

mittelharte Holzfaserplatte HFM mitteldichte Holzfaserplatte MDF (Medium Density Fibreboard)

Zulassungen HFH: Z-9.1-122 HFM und MDF: Z-9.1-234, Z-9.1-382, Z-9.1-442, Z-9.1-443, Z-9.1-454, Z-9.1-500, Z-9.1-505, Z-9.1-513 Ausschreibung • Plattentyp • Normen • Zulassung • ggf. Klebstoffe • Emissionsklasse • Dicke, Breite, Länge • Abrechnung nach m2

Holzfaserdämmplatten Poröse Holzfaserplatten HFD Bituminierte Holzfaserplatten BPH

poröse Holzfaserplatten HFD

Beschreibung und Herstellung Holzfaserdämmplatten werden im Nassverfahren aus Holzfasern (Ligno-Cellulosefasern) hergestellt. Die Bindung beruht auf der Verfil-

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Holzwerkstoffe

Grundlagen

zung der Fasern sowie deren eigener Verklebungsfähigkeit. Die Rohdichte beträgt max. 400 kg/m3.

bituminierte Holzfaserplatten BPH

Gipsfaserplatten

Zementfaserplatten

Bestandteile • Holzfasern, vorwiegend Fichte, Tanne, Kiefer, Buche, Birke, Pappel, Eukalyptus • holzartige Faserstoffe aus Einjahrespflanzen • weitere mögliche Bestandteile sind Hydrophobierungsmittel wie Wachse (Paraffin) und Schutzmittel gegen Schädlinge und Feuer Anwendung HFD • werden in erster Linie für die Schall- und Wärmedämmung verwendet. Es gibt folgende Unterscheidungen: Plattentypen nach DIN 68 755-1 für die Wärmedämmung: W nicht druckbelastbar WD druckbelastbar WDT druck- und temperaturbelastbar WV abreiß- und scherbeanspruchbar PT hohe Abreißfestigkeit und erhöhte Anforderungen an die Maßhaltigkeit Zusätze zu den Kurzzeichen sind: h über die gesamte Dicke wasserabweisend behandelt w Verwendung auch für die Hohlraumdämpfung s Verwendung auch für angesetzte, rechnerisch berücksichtigte Vorsatzschalen Plattentypen nach DIN 68 755-2 für die Trittschalldämmung: T geeignet für die Verwendung in Decken, mit normaler Zusammendrückbarkeit TK geeignet für die Verwendung in Decken, mit geringer Zusammendrückbarkeit BPH: • BPH: Wärmedämmung in Wänden, Dächern, Unterböden • BPH (PT): Putzträgerplatte mit hoher Abreißfestigkeit und Maßhaltigkeit • Wärmedämm-Verbundsysteme (hydrophobierte PT-Platte) • BPH (w): Hohlraumdämpfung • BPH (s): schalldämmende Vorsatzschale Holzschutz BPH: durch den Bitumenanteil feuchteunempfindlich, unverrottbar, resistent gegen Schädlinge und Pilze

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Abmessungen Rohdichte 150 – 450 kg/m3 Dicke 6 – 100 mm Formate 400 – 1250 ≈ 1200 – 2500 mm

Holzschutz Gipsfaserplatten dürfen überall dort eingesetzt werden, wo die Verwendung von Holzwerkstoffen der Klassen 20 und 100 zulässig ist.

Brandverhalten Alle Holzfaserplatten gehören in die Baustoffklasse B 2 nach DIN 4102 Teil 4, normalentflammbar, höhere Qualitäten sind erreichbar und ggf. mit Zulassungen oder Prüfzeugnissen zu belegen.

Baustoffklasse Baustoffklasse A 2, nichtbrennbar nach DIN 4102

Normen: • DIN 68 750 poröse Holzfaserplatten • DIN 68 752 Bitumen-Holzfaserplatten • DIN 68 755 Holzfaserdämmstoffe für das Bauwesen • DIN EN 316 Holzfaserplatten

Ausschreibung • Plattentyp • Zulassung • Dicke, Breite, Länge • Abrechnung nach m2

Bauaufsichtliche Zulassungen Z-9.1-187, Z-9.1-434, Z-9.1-339 Z-PA-lll 4.6

Zementfaserplatten Ausschreibung • Plattentyp • Normen • Wärmeleitfähigkeitsgruppe • Dicke, Breite, Länge • Abrechnung nach m2

Gipsfaserplatten Beschreibung und Herstellung Gipsfaserplatten werden aus Gips und Papierfasern hergestellt. Die Papierfasern werden im Recyclingverfahren gewonnen und dienen als Bewehrung. Eine homogene Mischung beider Rohstoffe wird nach Zugabe von Wasser und ohne weitere Bindemittel unter hohem Druck zu Platten gepresst, getrocknet und auf die jeweiligen Formate zugeschnitten. Anwendungen • nichttragende, mittragende und aussteifende Beplankungen von Böden, Wänden und Decken. Die zulässige Beanspruchung ist in der jeweiligen allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung geregelt. • bei Bemessung nach DIN 1052 können Gipsfaserplatten als Bestandteil von Decken- und Dachscheiben verwendet werden • Brandschutz Abmessungen Dicke 10, 12,5, 15, 18 mm Formate 1245/1250 ≈ 2500 /3000 /3500 mm, 1000 /1500 /6000 ≈ 2540 mm, 1245 ≈ 2000 /2540 /2750 mm

Beschreibung und Herstellung Die zellstoffarmierten Kalziumsilikatplatten bestehen aus Portlandzement, silikatischen Zuschlagstoffen und Zellstofffasern. Anwendung • mittragende und aussteifende Beplankung in Wandtafeln für Häuser in Holztafelbauart • äußere Beplankung von Aussenwänden, soweit dauerhaft wirksamer Wetterschutz sichergestellt ist. Nachweis einer dafür anerkannten Materialprüfungsanstalt ist erforderlich. Abmessungen Dicke 6 – 20 mm in 2 – 3 mm-Schritten Formate 1250 ≈ 2600/3000 mm Holzschutz Zementfaserplatten dürfen überall dort eingesetzt werden, wo die Verwendung von Holzwerkstoffen der Klassen 20 und 100 zulässig ist. Brandverhalten Baustoffklasse A 2, nichtbrennbar nach DIN 4102 Bauaufsichtliche Zulassungen Z-9.1-358, Z-9.1-451, Z-9.1-452, Z-9.1-510 Ausschreibung · Plattentyp · Zulassung · Dicke, Breite, Länge · Abrechnung nach m2

Ökologie

Grundlagen

Bauen mit Holz ist zukunftsfähiges Bauen

M IE NO Ö KO

nachhaltige Entwicklung

Bild 1: Beitrag von Wald und Holz zu einer nachhaltigen Entwicklung

Holz, der intelligente Stoff

Holz ist Baustoff Holz ist ein hochfestes Baumaterial mit geringem Gewicht und aufgebaut aus Zellen, deren Hohlräume Wärme dämmen, deren Wände Feuchtigkeit aufnehmen und abgeben und somit u.a. für gesundes Wohnklima in Holzbauten sorgen.

3

Rundholz 2000 Nutzholz

3400

1000 Zement

1600

1300

1600

110 850

180

20 Mio. t

Holz ist Werkstoff Aus Holzpartikeln unterschiedlicher Dimensionen und leistungsfähigen Klebstoffen werden vielfältig einsetzbare Holzwerkstoffe für

Mio. m

Stahl

Holz ist weltweiter Kohlenstoffspeicher Wälder und Holzprodukte tragen wirksam zum Klimaschutz bei. Holzverwendung vermindert den Verbrauch von fossilen Energieträgern und Produkten aus fossilen Ressourcen.

Mio. t

Kunststoff

Holz ist gespeicherte Solarenergie Über die Photosynthese wird Sonnenenergie in Holz umgewandelt. Etwa 50 % der Holzmasse ist Kohlenstoff, der durch Aufnahme des Treibhausgases CO2 im Holz festgelegt wird.

160

Aluminium

Wald wächst heute weltweit auf ca. 3,9 Mrd. ha, das heißt, dass ca. 30 % der Landfläche mit Wald bedeckt sind. Etwa 57 % davon finden sich in den Entwicklungsund Schwellenländern der Tropen und Subtropen, ca. 43 % in den Industrieländern. In den Ländern der südlichen Hemisphäre gehen trotz vielfältiger Schutzaktivitäten jährlich 12 – 15 Mio. ha Wald verloren. Diese Verluste an Waldfläche und Holzpotential können auch durch Anlage von forstlichen Plantagen nicht kompensiert werden, obwohl die Plantagenflächen im Jahr 2000 über 140 Mio. ha betrugen und weiter steigen. Weltweit

WALD + HOLZ

ES

Holz, der nachwachsende Rohstoff aus den Wäldern der Erde

wurden im Jahr 2000 3,4 Mrd. m3 Holz (Rundholz) geerntet, wobei ca. 55 % energetisch genutzt, ca. 45 % stofflich verwertet und veredelt werden (Nutzholz). Das Bild 2 zeigt diese Proportionen im Vergleich mit anderen wichtigen Roh- und Baustoffen. Aus den 1,5 Mrd. m3 Nutzholz wurden im Jahr 2000 als wichtigste Halbwaren 420 Mio. m3 Schnittholz und 180 Mio. m3 Werkstoffe (Spanplatten, Faserplatten, OSB etc.) hergestellt sowie 320 Mio. t Papier. Damit ist Holz nicht nur ein unersetzlicher Energieträger (ca. 6 % des weltweiten Primärenergiebedarfs werden durch Holz gedeckt), sondern auch ein unersetzlicher Bau- und Werkstoff.

AL ZI

leisten können (siehe Bild 1). Nachhaltige, naturnahe Waldbewirtschaftung und eine vielfältige, effiziente Holzverwendung können als Modellfall einer zukunftsfähigen Landnutzung und einer langfristig tragfähigen Ressourcenpolitik angesehen werden. Die Bedeutung der Holznutzung und der Holzverwendung im Spannungsfeld der Nachhaltigkeit unter ökologischen, ökonomischen und sozialen Aspekten wurde bislang kaum berücksichtigt und im Rahmen der klimapolitischen Diskussion unzureichend bewertet. Nicht nur die Urproduktion, sondern jegliche technische Produktion zur Bedarfs- und Konsumbefriedigung entnimmt ihre Ressourcen letztlich der natürlichen Umwelt und beeinflusst und verändert sie dadurch. Dies geschieht beispielsweise sowohl durch den Platzbedarf als auch durch die festen, flüssigen und gasförmigen Emissionen der Produktionsstätten. Darüber hinaus verursachen Reststoffe der Produktionen sowie der nach der Nutzung der Produkte entstehende Abfall ebenfalls Emissionen und denkt man an die Deponien, auch Raumbedarf.

SO

Seit der Umweltkonferenz von Rio de Janeiro 1992 hat sich die Staatengemeinschaft einer nachhaltigen Entwicklung verpflichtet. Dies bedeutet, dass eine zukunftsfähige, weil nachhaltige Lebens- und Wirtschaftsweise zum verbindlichen Kriterium für lokales, regionales und globales Handeln erklärt wurde. Damit hat unsere Gesellschaft das alte forstwirtschaftliche Prinzip der Nachhaltigkeit aufgegriffen und in erweiterter Form in der Agenda 21 zum Leitbild und Aktionsprogramm für das 21. Jahrhundert gemacht. Neben dem rein ökonomischen Handeln müssen ökologische Kriterien und Notwendigkeiten sowie soziale Aspekte und Verantwortung das Leben und Wirtschaften einer weiter wachsenden Weltbevölkerung bestimmen. Dabei kommt es nicht mehr nur auf das nötige Wirtschaftswachstum an, sondern u.a. auf den Erhalt der natürlichen Lebensgrundlagen, die Erhöhung des Lebensstandards im Sinne von Lebensqualität und die Entwicklung intelligenter Techniken, die ökologische Kriterien erfüllen. Konkrete Herausforderungen im Rahmen zukunftsfähigen Wirtschaftens ist z.B. die Einsparung der endlichen fossilen Rohstoffe durch vermehrten Einsatz nachwachsender und regenerierbarer Rohstoffe bzw. Energieträger. Dadurch werden treibhausfördernde Emissionen reduziert und somit nachhaltiger Klimaschutz betrieben. Aber auch energiearme und ressourcenschonende Stoffströme und eine konsequente Kreislaufwirtschaft dienen den gleichen Zielen. Die Wälder, die Forstwirtschaft und die Holznutzung werden in vielen Kapiteln der Agenda 21 angesprochen, weil sie wesentliche Beiträge zur Zukunftsfähigkeit durch nachhaltige Entwicklung im Zusammenspiel von Ökonomie, Ökologie und Sozialem

ÖKOLOGIE

Gerd Wegener, Bernhard Zimmer

10 Mio. m

3

Bild 2: Weltweite Jahresproduktion bzw. Einschlag 2000 von Holz im Vergleich mit anderen wichtigen Roh- und Baustoffen.

47

Ökologie

Grundlagen

RUNDHOLZ SCHNITTHOLZ WERKSTOFFE FENSTER TÜREN TREPPEN PARKETT GARTENHOLZ PAPIER

CO2

Konstruktion und Ausstattung im Bauwesen hergestellt. Holz ist Papierrohstoff Holzfasern werden mit modernen und umweltfreundlichen Verfahren zum neuen Stoff Papier umgewandelt. Holz ist Chemierohstoff Kunststoffe lassen sich auch aus Holz produzieren.

ENERGIE

Bild 3: Gesamtkreislauf Holznutzung und -verwendung, der dem CO2 - Kreislauf entspricht.

Holz ist Energieträger Holz ist direkt oder nach Verwendung als Produkt idealer Brennstoff. Klimaschutz durch Holznutzung

Biomasse

Naturwald/Urwald

CO2 -Input = CO2 -Output

Zeit

Bild 4: Biomasseentwicklung in Primärwäldern und sogenannten Urwäldern, die sich in einer Fließgleichgewichtsphase befinden und in der gleichzeitig genau so viel Biomasse produziert wie abgebaut wird. Der Kohlenstoffspeicher ist aufgefüllt, es kann der Atmosphäre kein zusätzliches CO2 mehr entzogen werden.

Wirtschaftswald

Biomasse

Holznutzung

CO2 -Input CO2 -Output Zeit

Bild 5: Biomasseentwicklung eines bewirtschafteten Waldes, dessen Kohlenstoffspeicher durch Holznutzung immer wieder entleert wird, was ihn in die Lage versetzt, der Atmosphäre zusätzliches CO2 zu entziehen.

48

Auf der Grundlage der Klimaschutz-Konferenz in Rio de Janeiro 1992 und einem Beschluss des Bundestages vom 27.9.1991 sollen die energiebedingten CO2Emissionen in Deutschland bis zum Jahr 2005 um 25 – 30 % gesenkt werden (Basisjahr 1987). Unter dem Aspekt des Klimaschutzes hat der geschlossene CO2Kreislauf der Holznutzung eine wesentliche Bedeutung (siehe Bild 3). Etwa die gleiche Menge des heute in der Atmosphäre als CO2 vorkommenden Kohlenstoffes ist in der heute lebenden Biomasse (Pflanzen, Tiere und Menschen) gespeichert. Über 80 % davon sind in den Wäldern unserer Erde festgelegt. Naturwälder, so genannte Urwälder, befinden sich idealerweise in einem Gleichgewichtszustand. Die Bindung und die Freisetzung von Kohlenstoff in Form von CO2 halten sich die Waage. In diesen Wäldern ist der Kohlenstoffspeicher aufgefüllt, es kann der Atmosphäre kein zusätzliches Kohlendioxid mehr entzogen werden (siehe Bild 4). Erst durch die Bewirtschaftung des Waldes und die Nutzung des Holzes wird dem Wald gespeicherter Kohlenstoff entzogen und dieser damit in die Lage versetzt, der Atmosphäre weiteres Kohlendioxid zu entziehen (siehe Bild 5). Die Nutzung von Holz und seine Verwendung in möglichst großer Menge und möglichst vielen Produkten führt damit zu einer Verminderung der durch den Menschen verursachten CO2-Emissionen und folglich zu einem geringeren Anstieg des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre. Nach der Nut-

zung der Holzprodukte können die chemischen Elemente des Holzes durch energetische Nutzung oder biologischen Abbau in den natürlichen Kreislauf zurückgeführt werden. Das durch die Photosynthese bei der Holzbildung der Atmosphäre entzogene CO2 wird damit wieder frei. Während beim biologischen Abbau z.B. bei der Kompostierung, auf die Nutzung der im Holz gespeicherten Sonnenenergie verzichtet wird, kann bei energetischer Nutzung ein zusätzlicher CO2-Minderungseffekt durch den Ersatz fossiler Energieträger erreicht werden. Im Bauwesen stecken mit Sicherheit die größten Potentiale einer vermehrten Holzverwendung, da sich hier Holz in einer Vielzahl von Anwendungen einsetzen lässt. Dies beginnt bei der Dachkonstruktion, wo Holz eine lange Tradition und große Bedeutung hat, und setzt sich über Wand- und Deckenkonstruktionen, Fenster und Türen bis hin zum Innenausbau (Treppen, Bodenbeläge etc.) fort. Dadurch lässt sich die Holzmenge, die in einem Haus verbaut wird, den ökologischen Zielen anpassen. Die Wärmedämmung kann ebenfalls mit Dämmstoffen auf Holzbasis ausgeführt werden. Es bieten sich hier besonders vielfältige Möglichkeiten Holz und Holzwerkstoffe in großer Menge einzusetzen. Zukunftsfähiges Bauen

Das Bauen greift tief und langfristig in das kulturelle, soziale und wirtschaftliche Leben unserer Gesellschaft ebenso ein, wie in die Erscheinung unserer Dörfer, Städte und Landschaften. Das Bauen war immer ein Spiegel der kulturellen und geistigen Wertvorstellungen der Gesellschaft und muss mit zunehmendem Umweltbewusstsein neben der Architektur, den Bauformen, den technischen Kriterien von Baustoffen und Baukonstruktionen auch die ökologischen Eigenschaften in Betracht ziehen und damit deren Zukunftsfähigkeit hinterfragen bzw. belegen. Deshalb müssen neue Kriterien für Baustoffe entwickelt und umgesetzt werden, z.B. bezüglich: • Rohstoffgewinnung und Rohstoffbereitstellung (wo kommen die Rohstoffe her?) • Produktherstellung

(wie sehen die nötigen Technologien aus?) • Produkteigenschaften (welche ökologischen Vorteile hat ein Produkt während der Nutzungsphase und am Ende des Lebenswegs?) Unter den genannten Aspekten muss das Baugeschehen und die Rolle von Holz in zukunftsorientiertem Bauen und Wohnen neu überdacht werden. Bauen ist immer mit Umweltbelastungen verbunden, wobei die Zusammenhänge zwischen Bauen und den entsprechenden Umweltwirkungen insbesondere in den letzten 50 Jahren von Architekten, Ingenieuren und Bauherren unzureichend beachtet wurden. Zu sehr war schnelles, billiges Bauen mit »modernen« Baustoffen wichtig, zu wenig wurden Umweltaspekte erkannt und beachtet. Alle Baustoffe, die Bauherren, Architekten, Planer, Ingenieure und Behörden in Betracht ziehen, auswählen oder zulassen, sollten in Zukunft einer möglichst umfassenden Bilanzierung unterworfen werden. Da die technischen und technologischen Daten für die meisten Baustoffe besser bekannt sind als die ökologischen Eigenschaften kommt Ökobilanzierungen eine wesentliche Zukunftsaufgabe zu. Ökobilanzierung

Eine geeignete Methode zur Beurteilung und Bewertung von Umweltwirkungen im Bauwesen ist die Erstellung von sogenannten Ökobilanzen. Die Ökobilanz ist eine der Methoden des Umweltmanagements im Rahmen von Managementsystemen bzw. einer ganzheitlichen Ökozertifizierung. Andere Methoden des Umweltmanagements sind z.B. die Risikoabschätzung, die Produktlinienanalyse, die Umweltverträglichkeitsprüfung und die standortbezogenen Umweltuntersuchungen. In produktbezogenen Ökobilanzen soll der gesamte Lebensweg von Produkten von der Rohstoffgewinnung über die Produktherstellung und die Nutzung des Produktes bis hin zur Entsorgung oder Rückführung in Kreisläufe betrachtet werden. Über den gesamten Lebensweg werden die Wirkungen auf die Umwelt und die natürlichen Lebensgrundlagen ermittelt und bewertet. Sollen Produkte, herge-

Ökologie

stellt aus unterschiedlichen Materialien oder mit unterschiedlichen Produktionsprozessen, verglichen werden, müssen produktbezogene Ökobilanzen erstellt werden. Nur produktbezogene Ökobilanzen liefern Zahlen und Fakten, um umweltrelevante Wirkungen über den gesamten Lebensweg von Produkten zu bilanzieren und damit Vergleiche zu ermöglichen. Eine wesentliche Voraussetzung für eine vergleichende Betrachtung von Produkten ist eine transparente und nachvollziehbare Methodik. Die methodische Grundlage für die Erstellung von Produkt-Ökobilanzen bilden internationale Normen. Im Einzelnen handelt es sich um folgende vier Normen: • ISO 14.040: Produkt – Ökobilanz – Prinzipien und allgemeine Anforderungen • ISO 14.041: Produkt – Ökobilanz – Sachbilanz • ISO 14.042: Produkt – Ökobilanz – Wirkungsabschätzung • ISO 14.043: Produkt – Ökobilanz – Auswertung Eine Ökobilanz (Life Cycle Assessment), gliedert sich danach in vier Abschnitte: • Festlegung des Zieles und des Untersuchungsrahmens: wesentlich ist dabei die Beschreibung und Festlegung des Bilanzraumes (welcher Teil des Lebenswegs wird erfasst?) und der funktionellen Einheit (z.B. 1 m3 Holz, 1 m2 Holzfußboden oder ein Fenster) • Sachbilanz: in diesem zentralen Teil der Ökobilanz werden die umweltrelevanten Stoff- und Energieflüsse als Ein- und Ausgangsgrößen quantifiziert • Wirkungsabschätzung: die ermittelten Daten werden sogenannten Wirkungskategorien zugeordnet, wie z.B. Treibhauspotential, Energieverbrauch, Ressourcenverbrauch, Versauerung etc. • Auswertung: die Daten aus der Wirkungsabschätzung werden bewertet, z.B. der Verbrauch einer Produktion an Primärenergie, die Menge an freigesetztem CO2 etc.

Grundlagen

Energie- und CO2-Einsparpotentiale

Beispiel: Forstwirtschaft und Schnittholzherstellung Durch die Photosynthese werden der Atmosphäre beim Aufbau von 1000 kg absolut trockenem Holz 1851 kg CO2 entzogen und 19.300 kJ Sonnenenergie festgelegt (Heizwert HU). Bezogen auf diesen Energieinhalt werden durch den Energieaufwand in der Forstwirtschaft, den Rundholztransport, den Einschnitt im Sägewerk und die technische Trocknung des Nadel-Schnittholzes etwa 15 % verbraucht (siehe Bild 6). Wird das getrocknete Fichtenschnittholz verarbeitet, so verbessert sich die Energiebilanz weiter. Zur Herstellung von 1 m3 BSH werden ca. 2,4 m3 Fichtenstammholz eingesetzt, sodass ca.1,4 m3 Resthölzer bei der Schnitt- und der BSH-Herstellung anfallen. Werden diese konsequent in modernen Energieerzeugungsanlagen mit hohen Wirkungsgraden (KraftWärme-Kopplung) verwertet, so lässt sich bilanzieren, dass die Herstellung des Hochleistungsbaustoffs BSH insgesamt weniger Energie verbraucht als durch den Heizwert (BSH atro = 8300 kJ) im Produkt enthalten ist: Eine einzigartige Bilanz. Wird am Ende des Lebenswegs dieser Energieinhalt wiederum effizient genutzt, so wird deutlich, wie energiesparsam Holzprodukte vom Rohstoff bis zum Lebensende sind, und welches Energie- und damit CO2-Substitutionspotential sie im Vergleich zu Baustoffen aus nicht nachwachsenden Rohstoffen besitzen. Entsprechende Bilanzierungen liegen für Spanplatten, MDF, OSB und FSH vor. Verwertung von Holzprodukten am Ende des Lebensweges

Scheiden Holzprodukte oder Holzbauteile aus der Nutzung, so werden sie zu Altholz oder Gebrauchtholz. Es fällt je nach Herkunft in unterschiedlicher Form, unterschiedlicher Einheit und nach unterschiedlich langer Lebensdauer an. Beispiele sind Produkte aus dem Baubereich Abbruchholz (Dachstühle, Fenster, Türen, Fußböden etc.), Altmöbel sowie Verpackungen. Die Verwertung kann grundsätzlich über drei

Forstliche Produktion

Rundholztransport (50 km) Rundholztransport (300 km)

Energiespeicher Fichtenholz Einschnitt

Technische Trockung Gespeicherte Sonnenenergie Verbrauch an fossiler Primärenergie

Bild 6: Energiebilanz für die Produktion von getrocknetem Nadelschnittholz (weiße Kreise: fossiler Energieaufwand im Verhältnis zur in Holz gespeicherten Energie).

Wege erfolgen: • biologischer Abbau • stoffliche Nutzung • energetische Nutzung Das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz, das Erneuerbare Energiegesetz (EEG), die Biomasse-Verordnung (Biomasse V) und die Altholzverordnung regeln den Umgang mit Altholz und die Verwertungswege je nach dem Grad der Verunreinigung mit verschiedenen Stoffen (z.B. Schutzmittel, Klebstoffe, Beschichtungen, Lacke, Kunststoffe, Beschläge). Die in Frage kommenden Mengen an Altholz liegen in Deutschland bei ca. 8 Mio. t, mit steigender Tendenz. Aufgrund der oben genannten Regelungen und der damit verbundenen Förderung der energetischen Nutzung überwiegt diese zur Zeit. Die ökologische Bewertung hat gezeigt, dass neben den wirtschaftlichen Vorteilen die energetische Verwertung von Altholz deutliche Vorteile vor allem bezüglich der Wirkungskategorien Treibhauseffekt, Flächenverbrauch und Ozonpotential hat. Insgesamt ist festzustellen, dass die rechtlichen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen technisch qualifizierte und ökologisch positive Verwertungsmöglichkeiten von Holzprodukten am Ende des Lebenswegs ermöglichen.

• Holz ein nachwachsender Baustoff ist, • Holz in der ökologisch und gesellschaftlich freundlichsten Fabrik, dem Wald, produziert wird, • Wälder und Holzprodukte CO2Speicher darstellen, • Holzprodukte Energie und CO2 einsparen (energiearme Produktion, Energiegewinnung durch Neben- und Reststoffe, energiesparende Dämmstofffunktion, Energienutzung am Ende des Lebenswegs), • jede Verwendung von Holz anstelle fossiler oder nicht nachwachsender Materialien die Umwelt entlastet und zum Klimaschutz beiträgt.

Fazit

Bauen mit Holz ist zukunftsfähiges Bauen, weil:

49

Bauteilentwicklung

Grundlagen

Bauteilentwicklung

geteilte Stütze aus Viertelrundhölzern

Rundholzstütze mit Entlastungs- und Anschlussnut

Wand aus Halbrundhölzern

Wand aus sägegestreiften Rundhölzern

Stegträger mit Viertelrundholzflansch

Rundholzträger mit Entlastungs- und Anschlussnut

Decke / Dach aus Halbrundhölzern

Decke / Dach aus sägegestreiften Rundhölzern

Viertelrundholz

Rundholz mit Entlastungs- oder Anschlussnut

Halbrundholz sägegestreift mit Entlastungsnut

Rundholz sägegestreift mit Entlastungsnut

gefalzter oder zusammengesetzter Kreuzquerschnitt

Kantholz mit Entlastungs- und Anschlussnut

Kanthölzer mit Herz oder herzgetrennt

Die Entwicklung der Holzbearbeitung führt bis heute zu einer enormen Vielfalt technischer Möglichkeiten mit Holz zu konstruieren. Die vorliegenden Seiten zeigen die wichtigsten Entwicklungslinien vom Rundholz bis zum Halbzeug bzw. Bauteil in den wesentlichen Stufen anhand ausgewählter Beispiele. Bei den Stäben reicht die Spanne vom lediglich entrindeten Rundholz bis zum gebogenen und gedrillten Brettschichtholz. Wände, Decken und Dächer können mit sägegestreiften Rund- oder Halbrundhölzern gebildet werden. Bestehen höhere Anforderungen an die Bauteilgeometrie, an die Tragfähigkeit oder sind die Stammgröße überschreitende Bauteilgrößen erforderlich, dann sind Rippen-, Kasten-

Rundholz

Rundholz / Kantholz

Viertelholz

Rundholz mit Schnittbild für Kantholz

und Vollquerschnitte aus Brettern und Bohlen mögliche Lösungen.

Stegträger mit Kantholzflansch

Stütze aus Viertelhölzern mit Anschlusslaschen

50

Decke / Dach aus unten sichtbaren Kanthölzern und Schalungen oder HWS-Platten

Wand aus zweiseitig sichtbaren Kanthölzern und Beplankung

Kantholzträger mit Entlastungs- und Anschlussnut

Kantholzstütze mit Entlastungs- und Anschlussnut

Decke / Dach aus verdeckten Kanthölzern und Schalungen oder HWS-Platten

Wand aus verdeckten Kanthölzern und Beplankung

Rundholz-Konstruktionen zeichnen sich durch ihren geringen Bearbeitungsaufwand aus. Oft werden sie dem »geringwertigen« Bauen zugeordnet. Beispiele wie das ExpoDach in Hannover, D, Seite 260, das Bürogebäude Chalons-sur-Marne, F, Seite 142, oder die Forststation, Trubenthal/ Rheinau, CH, Seite 345, zeigen jedoch deren Potential in sehr anspruchsvollen Projekten. Kanthölzer haben ihren Verwendungsbereich besonders durch das Konstruktionsvollholz und verwandte Holzprodukte in der letzten Zeit vergrößern können. Sie sind die universellen Querschnitte,

Bauteilentwicklung

Grundlagen

die in jedem orthogonalen System und hier besonders bei Rippenund Skelettkonstruktionen verwendet werden können. Für Bauteile aus Bohlen und Brettern gibt es heute eine sehr große Palette von unterschiedlichen Techniken mit entsprechend unterschiedlichen Qualitäten. Unverändert wichtig und äußerst vielfältig sind die Schalungen. Die dafür geeigneten Querschnitte reichen von glattkantigen oder profilierten Brettern bis zu Leisten oder Profilen und von überdeckenden Anordnungen bis zu solchen mit offenen Fugen. Durch den Einsatz von Brettstapelund Brettsperrholz entstanden bauphysikalisch und wirtschaftlich leistungsfähige Massivholz-Konstruktionen mit einfachen Bauteil-

Brettstapelwand

Brettsperrholzwand

Brettsystemwand

Rippenwand

Brettstapeldecke, -dach

Brettsperrholzdecke, -dach

Brettsystemdecke

Kastendecke, -dach

Bohle

Bretter

gespundetes Brett

Fasebrett

U- Schale

Latte Leiste Profil

Stülpschalungsbrett

Fasebrett mit Schattennut

Rundholz mit Schnittbild für Bohlen

Bohlen / Bretter

»Endlosbrett« mit Keilzinkung

Brettschichtholz Rechteckquerschnitte

Brettschichtholz Quadrat- und Rundquerschnitte

Sparschalung parallel

Schalung parallel

Sparschalung schräg / diagonal

Schalung schräg / diagonal

Rundholz mit Schnittbild für Bretter

geometrien und entsprechend günstigen Fügebedingungen. Die Verwendung großer Holzmengen bei gleichzeitig sehr guter Ausnutzung des Baumstammes macht diese Konstruktionen ökologisch interessant. Das weit und hoch entwickelte Brettschichtholz wurde in mehrere unterschiedliche Richtungen optimiert und weist ein beachtliches Leistungspotential auf. Die wesentlichen Entwicklungs- und Optimierungskriterien sind dabei Dimension, Tragfähigkeit, Formstabilität und Oberflächenqualität. Krümmungen in eine, zwei oder drei Richtungen sowie Drehungen erweitern die Möglichkeiten besonders für geometrisch anspruchvolle Aufgaben.

»Endlosbretter« mit Krümmung in einer Richtung

Brettschichtholz gekrümmt, stützend

Brettschichtholz ebene und räumliche Fachwerke

vertikale Sparschalung, Schalung mit offenen Fugen

schräge / diagonale Sparschalung

vertikale Profilbrettschalung

Deckbrettschalung

»Endlosbretter» mit Krümmung in zwei Richtungen

Brettschichtholz gekrümmt, hängend

Brettschichtholz in einer Richtung gekrümmt und gedrillt

horizontale Sparschalung, Schalung mit offenen Fugen

horizontale Profilbrettschalung

schräge / diagonale Profilbrettschalung

Stülpschalung

51

Konstruktionsprinzipien

Grundlagen

Träger durchlaufend

Stütze, Haupt- und Nebenträger durchlaufend, Haupt- und Nebenträger geteilt

Stütze, Haupt- und Nebenträger durchlaufend, Stütze geteilt

Stütze durchlaufend, Haupt- und Nebenträger in einer Ebene

• Hauptträger auf Stütze • Nebenträger auf Hauptträger • eingeschossige Konstruktionen

• Hauptträger seitlich an Stütze befestigt • Nebenträger aufgelegt • zwei- oder mehrgeschossige Konstruktionen

• Hauptträger seitlich an Stütze befestigt • Nebenträger aufgelegt • Stüzte geteilt

• Hauptträger stirnseitig an Stütze befestigt • Nebenträger stirnseitig an Hauptträger befestigt

• Auskragungen in beiden Trägerrichtungen möglich

• Auskragungen in beide Richtungen möglich

• Auskragung in beide Richtungen möglich

• Auskragungen nicht möglich • gleichmäßige Beanspruchung der Hauptträger durch Wechseln der Nebenträgerrichtung

• Tragwerksknoten mit geringem Aufwand an Verbindungsmitteln durch Auflegen der Träger • einfache Geometrie für Fassade und Ausbau • unterschiedliche Konstruktionshöhen und Details bei Anschluß von Fassade und Ausbau an Haupt- und Nebenträger

• Haupt- und Nebenträger geteilt (Zangen) • höherer Aufwand für die Verbindung Hauptträger und Stütze • komplexe Geometrie für Fassade und Ausbau

• Stütze und Nebenträger geteilt • Höherer Aufwand für den Anschluß Hauptträger und Stütze • Komplexe Geometrie für Fassade und Ausbau

• hoher Aufwand für die Verbindung Hauptträger und Stütze, Nebenträger und Haupträger • einfache Geometrie für Ausbau und Fassade

1

1 2

2 2

1 2

2

1

2

2

3

1

1

3

3

2 3

1

3

1 3

1 Stütze, 2 Nebenträger, 3 Haupträger

52

3

3

3

3

3

Konstruktionsprinzipien

Grundlagen

Tafelbau (Holzrahmenbau, Plattformframe)

Ständerbau (Rippenbau, Balloonframe)

Brettstapel

Brettsperrholz

• Aussteifung durch Beplankung der Ständer-Riegelkonstruktion • Decken aufgelegt, Ständer geschoßhoch

• Aussteifung durch Beplankung der Ständer-Riegelkonstuktion • Deckenbalken seitlich angeschlossen, Ständer geschoßübergreifend

• selbstaussteifende Scheibenwirkung • Wand gebäudehoch: Decke eingehängt oder Wand geschoßhoch: Decke aufliegend

• selbstaussteifende Scheibenwirkung • Wand gebäudehoch: Decke eingehängt oder Wand geschoßhoch: Decke aufliegend

• Auskragung in Trägerrichtung möglich

• Auskragung in Trägerrichtung möglich

• Auskragung in eine Richtung möglich

• Auskragungen in beide Richtungen möglich

• feingliedrige Konstruktion in der Regel mit Nagelverbindungen • einfache Geometrie für Ausbau und Fassade

• feingliedrige Konstruktion in der Regel mit Nagelverbindung • einfache Geometrie für Ausbau und Fassade

• einfache Geometrie für Ausbau und Fassade • übliche mechanische Verbindungsmittel a Decke eingehängt b Decke aufliegend

• einfache Geometrie für Ausbau und Fassade • übliche mechanische Verbindungsmittel a Decke eingehängt b Decke aufliegend

1

1 3

1

1

1 1

5

5

5

5

6

6

3 2 2

2

2 4

4 2

6

6

2 4 a

b

a

b

1 Stütze, 2 Träger, 3 Schwelle, 4 Rähm, 5 Wand, 6 Decke

53

Teil 3

Planungsgrundlagen

Güte und Vergütung von Vollholzprodukten Einschnitt Holzfeuchte und Trocknung Oberflächen-/Querschnittsbearbeitung Sortierung Risse Klebeverbindungen

55 55 55 55 55 56 56

Holzschutz Gefährdungen und Gefährungsklassen Vorbeugende bauliche Maßnahmen Planung und Herstellung Transport, Lagerung und Einbau Niederschläge und Nutzungsfeuchte Tauwasser Chemischer Holzschutz

60 60 60 60 61 61 61 61

Wärmeverhalten von Gebäuden Wichtung einzelner Einflussgrößen Gesetzliche und normative Anforderungen Energiesparverordnung (EnEV) Wärmebrücken Luftdichtheit Niedrigenergiehäuser Neues Raumkonditionierungssystem für den Holzbau

64 64 65 65 65 65 65

Schallschutz Grundlagen – Grundbegriffe Anforderungen an den Schallschutz Schalltechnisches Verhalten von Bauteilen Nachweisverfahren für den Schallschutz

68 68 69 69 70

Brandschutz Baustoffklassen Feuerwiderstandsfähigkeit Brandschutzkonzepte Gebäudeklassen Ausführungshinweise Holz als Baustoff im Brandfall

71 71 71 72 72 72 73

Vorfertigung und Montage Planung Transport Montage

74 74 74 75

67

Die folgenden Beiträge haben teilweise technische Sachverhalte zum Gegenstand, deren Behandlung in enger Beziehung zu eingeführten Normen stehen. Da sich diese national stark unterscheiden können, sind die hier zitierten deutschen Normen in anderen Ländern durch gleichwertige zu ersetzen.

54

Güte und Vergütung von Vollholzprodukten

Planungsgrundlagen

Güte und Vergütung von Vollholzprodukten

Tobias Wiegand Die Güte von konstruktiven Vollholzprodukten (Baurundholz oder Bauschnittholz aus Nadelholz, keilgezinktes Vollholz, Duo-/Triobalken, Kreuzbalken und Brettschichtholz) kann in den verschiedenen Produktionsschritten beeinflusst werden. Einschnitt

Wird der Querschnitt des Stammes so aufgeteilt, dass dieser längs der Markröhre aufgetrennt wird (herzgetrennter Einschnitt) oder eine die Markröhre enthaltende Herzbohle herausgetrennt wird (herzfreier Einschnitt), so können die Trocknungsspannungen und damit die Neigung zur Rissbildung, Krümmung und Verdrehung deutlich reduziert werden. Bei höheren Anforderungen an das Erscheinungsbild sollte daher ein herzgetrennter oder sogar herzfreier Einschnitt gefordert werden. Bedingt durch seinen Aufbau ist bei Brettschichtholz der Einschnitt der einzelnen Lamellen von untergeordneter Bedeutung. Holzfeuchte und Trocknung

Je näher die Einbaufeuchte an der Ausgleichsfeuchte im Bauwerk liegt, desto geringer ist die Neigung zu Rissbildung und Verdrehung. Die Holzfeuchte hat zudem Einfluss auf die elastomechanischen Eigenschaften: Mit abnehmender Holzfeuchte werden die Festigkeiten, die Elastizitäts- und Schubmoduln der Hölzer größer. Allgemein verbindliche Vorgaben hinsichtlich einzuhaltender Holzfeuchten beim Einbau enthalten beispielsweise die ATV DIN 18 334 »Zimmer- und Holzbauarbeiten« sowie die Normen zur Bemessung (z.B. DIN 1052 »Holzbauwerke«) und zum vorbeugenden Holzschutz (DIN 68 800-2 und -3 »Holzschutz«). Kurzfristig werden solche Holzfeuchten nur durch eine technische Trocknung erreicht. Für Vollholz sollte die geforderte Holz-

feuchte in der Ausschreibung angegeben werden. In den technischen Regeln für geklebte Vollholzprodukte existieren Hinweise auf die einzuhaltenden Holzfeuchten bei der Klebung, die etwa den Feuchten bei der Auslieferung entsprechen. Für Tischlerarbeiten enthält die ATV DIN 18 355 Angaben zu den einzuhaltenden Holzfeuchten. Oberflächen-/Querschnittsbearbeitung

Kanthölzer, Bretter und Bohlen können sägerau verarbeitet werden. Für andere Anforderungen an die Oberflächenqualität und an die Passgenauigkeit wie z.B. im Holzhausbau werden meist gehobelte Oberflächen und gefaste Kanten vereinbart. Fasen sind sinnvoll, um ein Ausbrechen scharfer Kanten durch Hebezeug zu vermeiden. Da die für die Festigkeitssortierung relevante DIN 4074 (siehe Tabelle S. 60)»Sortierung von Holz nach der Tragfähigkeit« Baumkanten bei Kanthölzern zulässt, muss ein ggf. gewünschter scharfkantiger Einschnitt gesondert vereinbart werden. Üblicherweise wird dann zusätzlich zur DIN 4074 Bezug auf die Schnittklasse S nach DIN 68 365 genommen. Geklebte konstruktive Vollholzprodukte werden meist gehobelt und gefast; für nicht sichtbare Anwendungen aber auch lediglich egalisiert angeboten. Bei Brettschichtholz und Duo-/ Triobalken ist für höherwertige Oberflächenqualitäten zudem das Ausflicken von Ausfallästen oder anderer Wuchsunregelmäßigkeiten mit eingeklebten Astlochstopfen oder Längsholzplättchen möglich. Die Mindestanforderungen an die Oberflächenbehandlung für den Tischlerbereich werden wiederum in der ATV DIN 18 355 angegeben. Sortierung

Bei der Sortierung muss zwischen einer für tragende/aussteifende

Hölzer bauaufsichtlich zwingend vorgeschriebenen Sortierung nach der Festigkeit und einer Sortierung nach dem ästhetischen Eindruck unterschieden werden. Bei der Festigkeitssortierung wird wiederum zwischen der visuellen Sortierung und der maschinellen Sortierung unterschieden: Während bei der visuellen Festigkeitssortierung durch in Augenscheinnahme allein aufgrund äußerlich erkennbarer Merkmale wie der Ästigkeit und der Jahrringbreite auf die Festigkeit geschlossen wird, geschieht dies bei der maschinellen Festigkeitssortierung durch Messung des Elastizitätsmoduls, der Rohdichte, der Holzfeuchte und der Ästigkeit. Die höhere Genauigkeit, der mit diesen Messungen abgeschätzten Werkstoffeigenschaften, erlaubt die Sortierung höherwertiger Sortierklassen. Die maschinelle Festigkeitssortierung ist derzeit nur bei der Sortierung von Lamellen für Brettschichtholz üblich und wird daher in Tabelle (S. 60) nicht aufgeführt. Bei der visuellen Festigkeitssortierung werden eine ganze Reihe von Eigenschaften berücksichtigt, die auch für eine Sortierung nach dem ästhetischen Eindruck relevant sind. So sind bei einem visuell festigkeitssortiertem Brett der Sortierklasse S 13 i.d.R. deutlich kleinere Äste als bei einem Brett der Sortierklasse S 7 zulässig. Bei der maschinellen Sortierung ist dies jedoch nicht der Fall. Ein maschinell sortiertes hochfestes Brett kann durchaus große, ästhetisch nicht gewünschte Äste aufweisen. Weder bei der visuellen noch bei der maschinellen Festigkeitssortierung werden aber z.B. Aussagen zum Astzustand getroffen: die Äste dürfen schwarz oder sogar aus dem Brett herausgefallen sein. Die Wahl einer höheren Sortier-/ Festigkeitsklasse führt daher nicht automatisch zu einer höherwertigeren Optik.

Bei den geklebten Vollholzprodukten für tragende Zwecke werden die Einzelquerschnitte immer vor der Verklebung nach der Festigkeit sortiert. Eine Sortierung nach dem ästhetischen Eindruck wird in Abhängigkeit vom Anwendungsbereich oder auch vom Produkt i.d.R. für nichttragende Bauteile oder auch als zusätzliche Sortierung bei tragenden Bauteilen durchgeführt. Die Sortiermerkmale stimmen z.T. mit denen einer visuellen Festigkeitssortierung überein, es werden aber andere Grenzwerte festgelegt. Neben den in der VOB herangezogenen und hier z.T. wiedergegebenen allgemeinen Sortiervorschriften für» Bauholz für Zimmerarbeiten« (DIN 68 365) und »Holz für Tischlerarbeiten« (DIN EN 942) existieren eine Reihe produktspezifischer Sortiervorschriften, z.B. »Laubschnittholz für den Treppenbau« (DIN 68 368). Darüber hinaus gibt es für verschiedene konstruktive Vollholzprodukte weitergehende, gesondert zu vereinbarende Qualitätsdefinitionen. Für keilgezinktes Vollholz existiert beispielsweise die Vereinbarung über Konstruktionsvollholz. In dieser werden die Holzfeuchte und die Oberflächenbeschaffenheit festgelegt und weitergehende Anforderungen an den Einschnitt, die Maßhaltigkeit sowie schärfere Grenzwerte für verschiedene Sortiermerkmale wie Baumkante, Astzustand, Rissbreite, Verfärbungen, Insektenfraß und Harzgallen festgelegt. Für Brettschichtholz werden im BS-Holz-Merkblatt drei Oberflächenqualitäten definiert. Besondere Anforderungen an die Be-schaffenheit von Oberflächen können auch individuell mit dem Hersteller vereinbart werden. Es ist aber bei der Festlegung von individuellen Kriterien zu bedenken, dass z.B. Äste und Schwindrisse in Vollholzprodukten werkstoffbedingt sind.

55

Güte und Vergütung von Vollholzprodukten

Planungsgrundlagen

Risse

Risse in konstruktiven Vollholzprodukten können auch bei sorgfältiger Produktion und Montage nicht ausgeschlossen werden. Die Auswirkungen üblicher Schwindrisse auf die Tragfähigkeit geklebter Vollholzprodukte sind bei der Festlegung zulässiger Spannungen bzw. charakteristischer Festigkeiten berücksichtigt worden. Im Rahmen der Festigkeitssortierung von Vollholz gibt es Angaben zur zulässigen Risstiefe von Kanthölzern. Diese gelten für den Zeitpunkt der Sortierung. Risse von einer Tiefe von bis zu 1/6 der Bauteilbreite von jeder Seite können gemäß BS-HolzMerkblatt bei nicht planmäßig auf Querzug beanspruchten Brettschichtholzbauteilen als unbedenklich angesehen werden. Für den ästhetischen Eindruck ist

Klebeverbindungen

Klebeverbindungen müssen mit besonderer Sorgfalt hergestellt werden, da Klebefehler nachträglich nur sehr schwer feststellbar sind. Daher müssen die Hersteller geklebter Produkte eine »Leimge-

Bauholz für Zimmerarbeiten, Gütebedingungen nach DIN 68 365 1 2 3 4 5 6 Kantholz aus NH sägeraue besäumte Bretter SK = Sonderklasse und Bohlen aus NH NK = Normalklasse Güteklasse SK

nehmigung« (Nachweis der Eignung tragender Holzbauteile nach DIN 1052-1, 12.1 und Anhang A) besitzen und ihre Produkte einer ständigen Eigen- und regelmäßigen Fremdüberwachung unterwerfen. Für das Kleben tragender Vollholzprodukte müssen geprüfte Klebstoffe verwendet werden. Harnstoffharze, modifizierte Melaminharze und Phenol-Resorcinharze enthalten Formaldehyd. Da der Fugenanteil bei den hier dargestellten konstruktiven Vollholzprodukten sehr gering ist und besonders formaldehydarme Klebstoffe eingesetzt werden, liegen die zu erwartenden Raumluftkonzentrationen deutlich unter den Grenzwerten der Formaldehydrichtlinie. Polyurethanklebstoffe sind dagegen formaldehydfrei. Da Formaldehyd aber ein natürlicher Bestandteil

vor allem die Rissbreite maßgebend. Die DIN 68365 enthält aber nur Aussagen zur zulässigen Risslänge. Demgegenüber enthält die bereits oben erwähnte Vereinbarung über Konstruktionsvollholz ausschließlich Aussagen zur Rissbreite. Für andere konstruktiven Vollholzprodukte existieren keine Aussagen zu Rissbreiten oder -längen. Demgegenüber werden in der für den Tischlerbereich relevanten DIN EN 942 Aussagen sowohl zur zulässigen Tiefe, wie auch zur Breite und Länge von Rissen getroffen.

9 10 11 gehobelte Bretter und Bohlen aus NH Güteklasse

0

I

III

I

II

I

I

II

nz

z höchstens 1/4 der Dicke auf

z höchstens gleich der Dicke auf 1/4 Länge

z wie Spalte 5

z

z auf der ungehobelten Seite höchstens 1/4 der Dicke auf 1/4 der Länge

z wie Spalte 9 –11

z wie Spalte 6

Verfärbungen bei Fichte, Tanne, Douglasie

nz

z nagelfeste braune und rote Streifen

nz

z vereinzelt leicht farbig

z Oberfläche bis zu 40% verfärbt

z bis zu 10% der Oberfläche verfärbt

z

nz

z wie Spalte 7

z wie Spalte 6

nz

z wie Spalte 7

bei Kiefer (bei Spalte 9 und 10 auch Weymouthkiefer)

nz

z blau

nz

z vereinzelt angeblaut

z blau

z vereinzelt angeblaut

z blau

nz

z Oberfläche bis zu 10% blau

z blau

nz

z wie Spalte 10

Äste B = Breite L = Länge D = Durchmesser

nz faule und lose

nz faule

z gesunde je lfd. m ein Ast B ≤ 2 cm L ≤ 5 cm nz bei Kiefer

z B ≤ 2 cm L ≤ 5 cm

z gesunde vereinzelt B ≤ 4 cm

z D ≤ 2 cm ab ≤ 1/3 der zugehörigen Querschnittsseite

z D ≤ 1/2 der zugehörigen Querschnittsseite

z gesunde B ≤ 2 cm L ≤ 5 cm

z gesunde B ≤ 4 cm L ≤ 8 cm

z gesunde vereinzelt ausgeschlag. D ≤ 2 cm

z gesunde D ≤ 2 cm ab ≤ 1/3 der zugehör. Querschnittsseite

z gesunde D ≤ 2 cm ab ≤ 1/2 der zugehör. Querschnittsseite

Risse

nz

z in gering. Maße

z vereinzelt L ≤ Brett- oder Bohlenbreite, nicht durch od. schräglaufend

z L ≤ 1,5 der Bretto. Bohlenbreite

z L≤ Latten o. Leistenbreite

z L ≤ 1,5 Latten o. Leistenbreite

z wie Spalte 4 und 5

z

z wie Spalte 7

z wie Spalte 8

Wurm- und Käferfraß

nz

z Insektenfraßstellen a.d. Oberfläche

nz

z wie Spalte 3

nz

z wie Spalte 3

nz

nz

nz

nz

nz

Ringschäligkeit

nz

z in gering. Maße

nz

z in gering. Maße nz

z kleine

z

nz

z kleine

z.B. 1/4 1/1

Hobelfehler u. ausgedübelte Stellen

nz

II

12 13 gehobelte Latten und Leisten aus NH Güteklasse

Schnittklasse S nz Schnittklasse A 1/8 Schnittklasse B 1/3 Schnittklasse C ja, aber jede Seite in ganzer Länge mind. sägegesteift

Baumkante

NK

7 8 sägeraue Latten und Leisten aus NH Güteklasse

des Vollholzes ist, enthalten auch mit formaldehydfreien Klebstoffen. geklebte Vollholzprodukte geringfügige Mengen an Formaldehyd. Anders als bei Keilzinkungen für Fensterprofile darf der Zinkengrund von Keilzinkungen tragender Bauteile nicht geschlossen sein. Die Keilzinken sind aber insbesondere mit den üblicherweise verwendeten hellen oder transparenten Klebstoffen optisch sehr unauffällig. Flächenklebungen, wie sie für die Herstellung von Duo-/Trio-Balken, Kreuzbalken und Brettschichtholz erforderlich sind, haben Fugendicken von etwa 0,1 mm und sind bei Verwendung heller oder transparenter Klebstoffe kaum wahrnehmbar. Klebefugen lassen sich durch Verwendung dunkler Klebstoffe aber auch bewusst betonen.

III

1/2 Länge

Rot- oder Weißfäule, Mistelbefall, Kernschiefer, Rinde und Bast sind grundsätzlich nicht zulässig. Krümmung ist bei Kantholz SK nicht zulässig, bei Kantholz NK 0,4 cm je lfm., Drehwuchs ist bei Kantholz SK nicht zulässig, bei Kantholz NK in geringem Maße zulässig

56

z = zulässig, nz = nicht zulässig

Güte und Vergütung von Vollholzprodukten

Planungsgrundlagen

Holzmerkmale nach DIN EN 942: 1996-06 Merkmale

Offene Flächen Klasse J 2

Klasse J 10

Klasse J 30

Klasse J 40

Klasse J 50

max. 2 mm

30% max. 10 mm

30% max. 30 mm

40% max. 40 mm

50% max. 50 mm

unzulässig

0,5 mm

1,5 mm, wenn ausgebessert

maximale Tiefe 1)

1/8 der Dicke des Teiles

1/4 der Dicke des Teiles

maximale Einzellänge

100 mm

200 mm

300 mm

maximale Gesamtlänge je Fläche

10%

25%

50%

zulässig bis 75 mm Länge, wenn ausgebessert und eine undurchsichtige Beschichtung vorgesehen ist 2)

zulässig, wenn ausgebessert

Äste Risse

maximale Breite

Harzgallen und Rindeneinwuchs

unzulässig

verfärbter Splint (einschl. Bläue)

unzulässig

freiliegendes Mark

unzulässig

Schädigung durch Ambrosiakäfer

unzulässig

verdeckte Flächen auf verdeckten Flächen sind alle aufgeführten Merkmale dann zulässig, wenn sie weder die mechanischen Eigenschaften der Holzprodukte noch die Anwendung beeinträchtigen.

zulässig, wenn nach einer dekorativen Behandlung unsichtbar oder als Merkmal erwünscht. zulässig, wenn ausgebessert zulässig, wenn ausgebessert

1) gemessen mit einer 0,2 mm dicken Fühlerlehre 2) falls nicht anders angegeben, sind Vergütungsarbeiten in der Klasse J 10 nicht zulässig Sortierung und Zuordnung von Rechenwerten für die Bemessung Nadelholz Sortiervorschrift derzeit Schnittholz aus Nadelholz DIN 4074-1: 1989-09 S 7 1) S 10 S 13 1) MS 7 2) MS 10 2) MS 13 2) MS 17 2)

Zuordnung für die Ermittlung von zulässigen Spannungen/charakteristischen Festigkeiten derzeit künftig DIN 1052-1/A1: 1996-10 künftige DIN 1052

Rundholz aus Nadelholz DIN 4074-1: 1958-12

künftig Schnittholz aus Nadelholz künftige DIN 4074-1

Sortierklassen

Festigkeitsklassen

GK III = S 7 GK II = S 10 GK I = S 13 – –

S 7 1) 4) S 10 4) S 13 1) 4) C 16 M 2) 3) C 24 M 2) 3)

S 7, GK III S 10, GK II

C 16 C 24

S 13, GK I MS 7 MS 10

C 30 C 16 C 24

– –

C 35 M 2) 3) C 40 M 2) 3)

MS 13 MS 17

C 35 C 40

Laubholz Sortiervorschrift derzeit sinngemäße Anwendung der DIN 4074-1: 1989-09

künftig Schnittholz aus Laubholz künftige DIN 4074-5

S 10

LS 10 4)

Zuordnung für die Ermittlung von zulässigen Spannungen/charakteristischen Festigkeiten derzeit künftig DIN 1052-1/A1: 1996-10 künftige DIN 1052 Sortierklassen Festigkeitsklassen Eiche

Buche

mittlere Güte 5) D 30 D 35 – – D 40 – D 30 D 30 – D 35 D 35 – D 40 D 40 1) nur auf Anfrage, derzeit unüblich 2) derzeit nur für Lamellen für Brettschichtholz erhältlich 3) Die demnächst erscheinende novellierte DIN 4074 lässt die Sortierung in deutlich mehr Sortierklassen zu. Es ist aber zu erwarten, dass die Entsprechungen der bisher üblichen maschinell sortierten Klassen sich durchsetzen werden. 4) Bretter und Bohlen, die vorwiegend hochkant beansprucht werden, sind zusätzlich mit einem »K« hinter dem Zahlenwert zu kennzeichnen. 5) für die verschiedenen Holzarten werden dann verschiedene zul. Spannungen angegeben 6) derzeit noch nicht verfügbar

– LS 13 1) 4) – D 30 M 3) 6) – D 35 M 3) 6) – D 40 M 3) 6) S xx = visuelle Sortierung MS xx = maschinelle Sortierung LS xx = visuelle Sortierung für Laubholz Zahlenwert xx = zulässige Biegespannung in [N/mm2] C yy = Nadelholz-Festigkeitsklasse C yy M = Nadelholz, maschinell sortiert D yy = Laubholz-Festigkeitsklasse D yy M = Laubholz, maschinell sortiert Zahlenwert yy = charakteristische Biegefestigkeit in [N/mm2] GK = Güteklasse Die Normung im Bereich der Festigkeitssortierung und der Bemessung von Holzbauwerken befindet sich derzeit national und europäisch im Umbruch. Der Tabelle kann die Zuordnung von Sortierklassen zu Rechenwerten für die Bemessung entnommen werden. Für die Materialauswahl in der Planungsphase sind die Sortier-/ Festigkeitsklassenbezeichnungen der DIN 1052 am hilfreichsten, da mit ihnen die Festigkeitsverhältnisse unmittelbar ersichtlich sind.

57

Güte und Vergütung von Vollholzprodukten

Planungsgrundlagen

Visuelle Sortierung für nach der Tragfähigkeit für Schnittholz aus Nadelholz nach künftiger DIN 4074-17) Kanthölzer1)

Bretter/Bohlen

Latten

Sortiermerkmal

S 7, S 7 K

S 10, S 10 K

S 13, S 13 K

S7

S 10

S 13

S 10

S 13

Äste • Einzelast i. Allg. • Einzelast Kiefer • Astansammlung • Schmalseitenast

bis 3/5 bis 3/5 – –

bis 2/5 bis 2/5 – –

bis 1/5 bis 1/5 – –

bis 1/2 bis 1/2 bis 2/3 –

bis 1/3 bis 1/3 bis 1/2 bis 2/3 4)

bis 1/5 bis 1/5 bis 1/3 bis 1/3 4)

bis 1/2 6) bis 2/5 6) – –

bis 1/3 bis 1/5 – –

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

gilt auch für vorwiegend hochkant beanspruchte Bretter und Bohlen bei Kantholz mit einer Breite > 120 mm zulässig diese Sortiermerkmale bleiben bei nicht trocken sortierten Hölzern unberücksichtigt dieses Sortiermerkmal gilt nicht für Bretter für Brettschichtholz bei Fichte zulässig Kanten- und Schmalseitenäste, die von einer zur anderen Seite durchlaufen, sind nicht zulässig die Sortierkriterien sind auf eine Messbezugsfeuchte von 20% bezogen

Faserneigung

bis 16%

bis 12%

bis 7%

bis 16%

bis 12%

bis 7%

bis 12%

bis 7%

Markröhre

zulässig

zulässig

unzulässig 2)

zulässig

zulässig

unzulässig

unzulässig 5)

unzulässig

Jahrringbreite • im Allgemeinen • bei Douglasie

bis 6 mm bis 8 mm

bis 6 mm bis 8 mm

bis 4 mm bis 6 mm

bis 6 mm bis 8 mm

bis 6 mm bis 8 mm

bis 4 mm bis 6 mm

bis 6 mm bis 8 mm

bis 6 mm bis 8 mm

Risse • Schwindrisse 3) • Blitzrisse / Ringschäle

bis 3/5 unzulässig

bis 1/2 unzulässig

bis 2/5 unzulässig

zulässig unzulässig

zulässig unzulässig

zulässig unzulässig

zulässig unzulässig

zulässig unzulässig

Baumkante

bis 1/3

bis 1/3

bis 1/4

bis 1/3

bis 1/3

bis 1/4

bis 1/3

bis 1/4

• Querkrümmung

bis 12 mm 2 mm /25 mm Breite –

bis 8 mm 1 mm /25 mm Breite –

bis 8mm 1 mm /25 mm Breite –

bis 12 mm 2 mm /25 mm Breite bis 1/20

bis 8 mm 1 mm /25 mm Breite bis 1/30

bis 8 mm 1 mm /25 mm Breite bis 1/50

bis 12 mm 1 mm /25 mm Breite –

bis 8 mm 1mm /25 mm Breite –

Verfärbungen/Fäule • Bläue • nagelfeste braune und rote Streifen • Braun-/Weißfäule

zulässig bis 3/5 unzulässig

zulässig bis 2/5 unzulässig

zulässig bis 1/5 unzulässig

zulässig bis 3/5 unzulässig

zulässig bis 2/5 unzulässig

zulässig bis 1/5 unzulässig

zulässig bis 3/5 unzulässig

zulässig bis 2/5 unzulässig

Druckholz

bis 3/5

bis 2/5

bis 1/5

bis 3/5

bis 2/5

bis 1/5

bis 3/5

bis 2/5

Insektenfraß durch Frischholzinsekten

Fraßgänge bis 2 mm Durchmesser: zulässig

Krümmung 3) • Längskrümmung • Verdrehung

58

Güte und Vergütung von Vollholzprodukten

Planungsgrundlagen

Sortiermerkmale für die visuelle Sortierung nach künftiger DIN 4074-1

Sortiermerkmal Astlöcher werden mit Ästen gleichgesetzt. • Äste in Kanthölzern Maßgebend ist der kleinste Durchmesser d der Äste. Bei Kantenästen gilt die Bogenhöhe (d1 im Bild), wenn diese kleiner als der Durchmesser ist. Die Ästigkeit A berechnet sich aus dem Durchmesser d, geteilt durch die zugehörige Querschnittsseite. • Äste in Brettern und Bohlen Äste werden kantenparallel gemessen. Der auf der inneren, dem Mark zugewandten Seite sichtbare Teil eines Kantenastes (a1 im Bild) bleibt unberücksichtigt, wenn das auf der Schmalseite vorhandene Astmaß (a2), auf die Schmalseite bezogen, die zulässigen Werte für einen Einzelast nicht überschreitet. Bei auf der Schmalseite zu Tage tretenden Schmalseitenästen ist zu prüfen, über welchen Anteil der Brettbreite sie sich erstrecken. Als Sortiermerkmale sind drei Merkmale zu prüfen: • Einzelast: Die Ästigkeit A berechnet sich aus der Summe der Astmaße ai auf allen Schnittflächen, auf denen der Ast auftritt, geteilt durch das doppelte Maß der Breite b. • Astansammlung: Die Ästigkeit A berechnet sich aus der Summe der Astmaße ai aller Astschnittflächen die sich innerhalb einer Messlänge von 150 mm befinden, geteilt durch das doppelte Maß der Breite b. Astmaße, die sich überlappen, werden nur einfach berücksichtigt. Ästmaße unter 5 mm bleiben unberücksichtigt. • Schmalseitenast: Das Verhältnis E der Summe der auf die Brettseite projizierten Längen der Äste ei bezogen auf die Brettbreite b ist zu berücksichtigen. • Äste in Latten Äste werden nur auf den Breitseiten und dort kantenparallel gemessen. Die Ästigkeit A berechnet sich aus der Summe der Astmaße ai auf einer Breitseite innerhalb einer Messlänge von 50 mm, geteilt durch die Breite b. Die Faserneigung ist die Abweichung der Faserrichtung von der Längsachse des Schnittholzes. Die Faserneigung F wird als Prozentsatz angegeben. Örtliche Faserabweichungen, die von Ästen hervorgerufen werden, bleiben unberücksichtigt.

Äste d3

(

A = max

d d d d ––1 ; ––2 ; ––3 ; ––4 b h b h

d1

)

d4

h

d2

Einzelast: A=

a3

a2 + a4

a4

a1

2b

a2

d b

Astansammlung: A=

a2 + a4 + … a7

a1

150

a2

a3

a4

a1 a3

2b

a4 a6 a6

b a1

50

a1

A = max

(

a1 + a2 a3 + a4 –––––– ; –––––– b b

)

a2

d a3

b x

x F = – • 100 y

a4

Faserneigung

y

Markröhre

Die Jahrringbreite wird in radialer Richtung in mm gemessen. Sie ermittelt sich aus der Summe der Messstrecken dividiert durch die Anzahl der Jahrringe. Bei Schnitthölzern, die Mark enthalten, bleibt ein Bereich von 25 mm ausgehend von der Markröhre außer Betracht.

Die Breite der Baumkante h-h1 bzw. b-b1 wird auf die jeweilige Querschnittsseite projiziert gemessen und als Bruchteil K der zugehörigen Querschnittsseite angegeben.

a7

a2

Die Markröhre ist die zentrale Röhre im Stamm innerhalb des ersten Jahrringes. Die Markröhre gilt als vorhanden, auch wenn sie nur teilweise im Schnittholz verläuft.

• Blitz- und Frostrisse sind radial gerichtete Risse, die am stehenden Baum entstehen • Schwindrisse sind radial gerichtete Risse, die als Folge der Trocknung entstehen. • Ringschäle sind Risse, die den Jahrringen folgen. Als Sortierkriterium sind die auf die Querschnittseiten projizierten Risse zu bestimmen. Die Risstiefen t1, t2, t3 sind an den drei Viertelspunkten mit einer 0,1 mm dicken Fühlerlehre zu messen. Als Risstiefe r eines Risses gilt der Mittelwert aus den drei Messungen t1, t2, t3. Risse mit einer Länge bis 1/4 der Schnittholzlänge, maximal 1 m, bleiben unberücksichtigt. Das Sortierkriterium R berechnet sich aus der Summe der in einem Querschnitt vorhandenen Risstiefen ri geteilt durch das Maß der betreffenden Querschnittsseite. Rissmaße, die sich in der Projektion überlappen, werden nur einmal berücksichtigt.

a2

d

Jahrringbreite

25 Meßstrecke

Risse t1 + t2 + t3 r = ________ 3 r1

r1 R = ___ b

r1+ r2 R = _____ b

h

h

r1

b

b

r2

h1

K = max

(

h – h1 b – b1 b – b2 –––––– ; ––––– ; –––––– b b b

)

b1

Baumkante b2 b

h

• Verdrehungen und Längskrümmungen werden berechnet als Pfeilhöhe h an der Stelle der größten Verformung, bezogen auf 2000 mm Messlänge. • Querkrümmung wird berechnet als Pfeilhöhe h an der Stelle der größten Verformung, bezogen auf die Breite des Schnittholzes. Krümmung ist bei einer Sortierung von frischem Holz i.d.R. noch nicht erkennbar und erreicht ihr größtes Ausmaß erst, wenn das Holz trocken ist. • Bläue entsteht durch Befall mit Bläuepilzen. Ein Befall hat keinen Einfluss auf die Festigkeitseigenschaften des Holzes. • Braune oder rote Streifen werden ebenfalls durch Pilzbefall hervorgerufen. Eine Festigkeitsminderung liegt i.d.R. nicht vor, solange die Streifen nagelfest sind. Im trockenen Holz ist eine weitere Ausbreitung des Befalls nicht möglich. • Braun- und Weißfäule stellen einen fortgeschrittenen Befall durch holzzerstörende Pilze dar. Verfärbungen werden an der Oberfläche des Schnittholzes an der Stelle der maximalen Ausdehnung rechtwinklig zur Längsachse gemessen. Die Summe der Breiten vi aller verfärbten Streifen wird als Bruchteil V, bezogen auf den Umfang des Querschnittes angegeben. Druckholz wird im lebenden Baum als Reaktion auf äußere Beanspruchungen gebildet. In mäßigem Umfang ist Druckholz ohne wesentlichen Einfluss auf die Festigkeitseigenschaften. Druckholz kann aber wegen des ausgeprägten Längsschwindverhaltens eine erhebliche Krümmung des Schnittholzes verursachen. Die maximale Ausdehnung des Druckholzes wird analog zur Ausdehnung von Verfärbungen bestimmt. Der Befall ist auf der Holzoberfläche an den Fraßgängen zu erkennen. Eine Ausbreitung im trockenen Holz ist nicht möglich.

Krümmung h 2000

h 2000

h

h 2000

Verfärbungen Fäule

V1

V2

v1 + v2 + v3 V = ___________ 2 (b + h)

V3 b

Druckholz s. Verfärbungen / Fäule

Insektenfraß durch Frischholzinsekten

59

Holzschutz

Planungsgrundlagen

Holzschutz

Michael Volz Wetterschutz von Fassaden

Gefährdungen und Gefährdungsklassen

Pilze und Insekten stellen Gefahren für das Holz dar, denen zuverlässig vorgebeugt werden muss und kann. Holzzerstörende und holzverfärbende Pilze können sich entwickeln, wenn freies Wasser in den Zellhohlräumen auftritt, z.B. Kondensat oder Niederschlagswasser. Als Grenzwert gilt dafür eine Holzfeuchte von 20% bei örtlicher Messung. Entsprechend zielen die Holzschutzmaßnahmen gegen Pilze in erster Linie darauf ab, die Holzfeuchte zu begrenzen und dies durch konstruktive Maßnahmen. In den Fällen, in denen die Begrenzung der Feuchte nicht möglich ist, wie z.B. bei Dachdeckungen aus Holzschindeln oder Terrassenbelägen im Freien, kann mit resistenten Holzarten für eine dauerhafte Konstruktion gesorgt werden. Nur dort, wo weder konstruktive Maßnahmen greifen noch resistente Holzarten verwendet werden können, wird das Holz mit vorbeugenden chemischen Mitteln geschützt.

Dachüberstände, Rücksprünge

Überstehende Profile

a

e

b

f

c

g

d

h

a-e Vertikalschnitte Bretter- (a) und Leistenschalung (b) mit offenen Fugen, HWS-Beplankung (c), Stülpschalung (d), Schindelung (e) f-g Horizontalschnitte Deckbrett- (f), Deckleistenschalung (g) h Vertikal- oder Horizontalschnitt Profilbrettschalung

60

Insekten können Holz befallen und zerstören. Die wichtigsten Maßnahmen sind eine sichtbare und damit leicht kontrollierbare Anordnung des Holzes wie z.B. sichtbare Stützen und Träger von Skelettkonstruktionen oder das für Insekten unzugängliche Verbauen von Holz durch Abdecken wie z.B. in geschlossenen Wänden und Decken. Auch gegen Insekten sind nur dann chemische Mittel zu verwenden, wenn weder die Unzugänglichkeit des Holzes hergestellt werden kann noch die Kontrolle des Holzes auf Dauer möglich sind. Das Regelwerk schreibt für tragende Holzbauteile einen Schutz vor und empfiehlt diesen für nichttragende Holzbauteile. Es unterscheidet Gefährdungsklassen, denen Anwendungsbereiche, Beanspruchungen und Schutzmaßnahmen zugeordnet sind (siehe Tabelle 1).

Sie zeigt, dass durch einfache Maßnahmen für einen ausreichenden Holzschutz gesorgt werden kann. Die Tabelle zeigt auch, dass selbst bei größtmöglicher Beanspruchung und Gefährdung alleine durch die Verwendung resistenter Holzarten eine dauerhafte Konstruktion ohne chemischen Holzschutz möglich ist. Tabelle 2 gibt für Holzwerkstoffe die Anwendungsbereiche und entsprechend geforderten Holzwerkstoffklassen an.

Schrägliegender Randträger

Vorbeugende bauliche Maßnahmen

Darunter werden alle konstruktiven und bauphysikalischen Maßnahmen verstanden, die eine problematische Veränderung des Feuchtegehaltes von Holzbauteilen oder den Zugang von holzzerstörenden Insekten zu verdeckten Holzbauteilen verhindern. Problematische Feuchteänderungen sind solche, die die Voraussetzung für die Entstehung von holzzerstörenden Pilzen schaffen und solche, die zu schädlichen Verformungen infolge Quellen und Schwinden führen. Ziel des Konstruierens mit Holz muss demnach sein, mittels baulicher Maßnahmen eine möglichst niedrige Gefährdungsklasse zu erreichen. Weiter muss es Ziel des baulichen Holzschutzes sein, in den Fällen nicht vermeidbarer höherer Gefährdungsklassen mit entsprechend resistenten Holzarten zu arbeiten.

Leicht auswechselbare Lamellen

Planung und Herstellung

Das Thema Holzschutz ist am Anfang des Planungsprozesses einzubeziehen. Aus der Baukörpergeometrie folgen wesentliche Be-dingungen. Dachüberstände und Rücksprünge unterer Geschosse hinter darüber liegenden Geschossen gehören zu den sehr wirksamen Schutzmaßnahmen gleichrangig mit Vorsprüngen und Überdeckungen aus witterungsbeständigen oder leicht auswechselbaren Materialien. Die Sockelzonen und unteren Ränder von abgehobenen

Schutz durch Abstand und abweisende Schrägstellung

Schutz durch Abstand und Rücksprung

Holzschutz

Wetterschutzmaßnahmen bei nicht überdachten Konstruktionen

Vermeidung von Rissbildung durch Entlastungsnuten

Schutz durch wasserabführende Detailausbildung

Planungsgrundlagen

Baukörpern und Bauteilen gehören zu den besonders kritischen Bereichen. Durch ausreichende Abstände der Hölzer und Holzbauteile zu angrenzenden Flächen werden Belastungen aus Spritzwasser oder Schneeanhäufungen vermieden. Bei der Materialwahl geht es um die geeigneten Holzarten hinsichtlich ihrer Resistenz gegen die jeweilige Beanspruchung und die Holzwerkstoffklassen nach dem jeweiligen Anwendungsbereich (s. Tabelle 2). Bei der Detailausbildung beginnt der Holzschutz mit dem Einfräsen von Entlastungsnuten am Rundoder Kantholz zur Vermeidung von unkontrollierten Rissen, durch die Insekten und Wasser in das Holz gelangen können. Brettschichtholz und Holzwerkstoffe sind diesbezüglich wegen ihrer geringeren Rissbildung weniger gefährdet. Im Folgenden ist die Detailgeometrie ausschlaggebend für das Fernhalten von schädigenden Einflüssen. Besonders für bewitterte Bauteile sind kleine Materialquerschnitte und kleine Bauteilflächen vorzuziehen, um die Auswirkungen des Schwindens und Quellens unschädlich zu halten.

Schutz durch Abdeckung und Schräge Transport, Lagerung und Einbau

Schutz durch Abdeckung

Hirnholzschutz bei Trägern durch Abschrägung oder Deckbrett

Die baulichen Maßnahmen erstrecken sich auch auf den Transport. Sie gelten ebenso für die Lagerung und den Einbau der Holzbauteile. Bereits in diesen Phasen des Bauens ist es wichtig, sicherzustellen, dass nachteilige Einflüsse aus Bodenfeuchtigkeit und Niederschlägen ebenso vermieden werden, wie ein übermäßiges Austrocknen des Holzes infolge längerfristiger ungehinderter Sonneneinstrahlung. Zum Zeitpunkt des Fertigungsbeginns sollten das Holz und die Holzwerkstoffe den Feuchtegehalt haben, der am Einbauort als Mittelwert zu erwarten ist. Als Anhalt dafür können die Angaben der DIN 1052 genommen werden. Demnach sind folgende Holzfeuchten zu erwarten: · allseits geschlossene Bauten beheizt 9 ± 3% · allseits geschlossene Bauten unbeheizt 12 ± 3% · überdeckte offene Bauten 15 ± 3% · allseits bewitterte Konstruktionen 18 ± 6%

dafür gesorgt werden, dass dieses Holz gut umlüftet ist. Wird feuchtes Holz unsichtbar verbaut, müssen die aufzubringenden Abdeckungen so diffusionsoffen sein, dass der Feuchtegehalt bei örtlicher Messung binnen wenigen Monaten ≤ 20% betragen wird. Der Trocknungsprozess muss ohne nachteilige Auswirkungen für die Konstruktion infolge des Schwindens des Holzes und der damit verbundenen Formänderung möglich sein. In diesem Zusammenhang ist auf die Baufeuchte zu achten. Besonders bei Mischkonstruktionen mit massiven Bauteilen kann es zu problematischen Baufeuchten kommen, denen z.B. durch Lüften und ggf. auch Heizen begegnet werden kann, um einem zu großen Feuchteanstieg im Holz vorzubeugen.

Brettschichtholzträger mit geneigten, auswechselbaren Brettern gegen Feuchtigkeit geschützt

Niederschläge und Nutzungsfeuchte

Der wirksamste Schutz gegen Niederschläge (Regen oder Schnee) und Nutzungsfeuchte (z.B. Duschwasser) ist das Fernhalten des Wassers von Holz und Holzwerkstoffen durch Abdecken der ganzen Baukörper oder der horizontalen und schrägen Bauteilflächen. Vertikale Flächen wie Außenwände erhalten ihren Schutz durch profilierte oder überdeckende Bretterschalungen. Werden äußere Schalen von Fassaden mit offenen Fugen hergestellt, muss der Feuchteschutz durch die hinter den Schalungen liegenden Schichten aus Holzwerkstoffen oder durch geeignete Folien sicher gestellt werden. Auch hier ist das Hinterlüften oder Umlüften der Schalungsprofile sehr wichtig, damit eindringende Feuchte in Verdunstungsperioden wieder abgelüftet werden kann.

Schutz der Tragkonstruktion bei der Brücke durch Überdachung und Holzlamellen in der Brüstung

Bei Holzbauteilen, die der Witterung ausgesetzt sind, geht es um das möglichst schnelle Ableiten des anfallenden Wassers wie zum Beispiel bei Schindeldeckungen mit einem ausreichenden Gefälle. Ebenso wichtig wie das schnelle Ableiten ist auch hier das zügige Abtrocknen des vom Holz aufgenommenen Wassers durch ein möglichst wirksames Be- und Umlüften des jeweiligen Bauteils. Tauwasser

Anschluss Stütze an Träger

Ist dies nicht möglich und wird Holz deshalb mit einem Feuchtegehalt > 20% eingebaut, muss

Kondensatbildung auf Konstruktionsoberflächen kann grundsätzlich nicht vermieden werden. Ent-

Schutz der Tragkonstruktion bei der Brücke durch Lamellenverkleidung und dichten Fahrbahnbelag

61

Holzschutz

Planungsgrundlagen

scheidend ist, die Kondensatmengen auf un-schädliche Mengen zu beschränken und eine stetige Anreicherung generell zu vermeiden. Dies ge-schieht bei offenen Bauteilen durch wirksame Be- und Umlüftung. In geschlossenen und besonders in wärmegedämmten Bauteilen geht die größte Gefahr von der Konvektion warmer Luft während der kalten Jahreszeit aus, besonders an den Rändern und im Bereich von Durchdringungen dieser Bauteile. Deshalb ist die Konvektion in den Querschnitten wärmegedämmter Bauteile durch luftdichte Ausbil-

dung auf der warmen Seite mit Hilfe von Konvektionssperren zu unterbinden. Auch auf der kalten Seite ist die Sicherstellung der Luftdichtigkeit wichtig zur Vermeidung von Konvektion der Außenluft und dem damit verbundenen Wärmeverlust. Bei Wohngebäuden und vergleichbaren Nutzungen kann mit diffusionsoffenen Wänden, Decken und Dächern gearbeitet werden. Die Schichten dieser Bauteile müssen von innen nach außen abnehmende Diffusionswiderstände aufweisen. Durch Berechnung gemäß DIN 4108-3 oder EN ISO 13 788 ist in

diesen Fällen ggf. nachzuweisen, dass die in der kalten Jahreszeit eindiffundierende Feuchte in der warmen Jahreszeit wieder austrocknet. Auf höhere Feuchteentwicklungen wird mit Dampfbremsen und Dampfsperren auf der warmen Seite von wärmegedämmten Aufbauten reagiert, die das Eindiffundieren von Feuchtigkeit in die jeweiligen Bauteile auf das unschädliche Maß beschränken oder gänzlich unterbinden. Diese Dampfbremsen und Dampfsperren können ebenfalls eine lückenlos dichte Bauteilschicht bilden und so auch die Funktion der Konvektionssperre übernehmen.

Chemischer Holzschutz

Der vorbeugende chemische Holzschutz wird mit bioziden Wirkstoffen erzielt. Sie müssen geprüft sein und entsprechende Prüfprädikate in Form von Prüfbescheiden haben, um für Deutschland vom Institut für Bautechnik, Berlin, ein Prüfzeichen erhalten. Es werden vier Prüfprädikate unterschieden und den jeweiligen Gefährdungsklassen zugeordnet (s. Tabelle 1). Für die Einbringverfahren, Einbringmengen und die Durchführung der Schutzbehandlung enthält die DIN 68 800 T 3 ausführliche Vorgaben und weitere Hinweise.

Tabelle 1: Holzbauteile, Anwendungsbereich und Gefährdungsklassen gemäß DIN 68 800-3 Gefährdungsklasse

Gefährdung durch InsekPilze ten

0

nein

Anwendungsbereich Auswaschung

Moderfäule

nein

nein

Beanspruchung

Maßnahmen

Holzteile, die durch Niederschläge, Spritzwasser oder dergleichen nicht beansprucht werden nein

Innenbauteile in geheizten und ungeheizten Räumen mit wirksamer Raumlüftung und Umlüftung der Konstruktion (mittlere relative Luftfeuchte bis 70%) oder gleichartig beanspruchte Bauteile

ständig trocken, Holzfeuchte langfristig nicht > 20% (örtlicher Messwert)

keine

a) für Insekten unzugänglich durch allseitige Abdeckung oder b) kontrollierbar, da zum Raum hin offen 1

ja

nein

nein

nein

wie Gefährdungsklasse 0, jedoch nicht allseitig abgedeckt und deshalb zugänglich für Insekten und nicht kontrollierbar

wie Gefährdungsklasse 0

Verwendung von Farbkernhölzern mit einem Splintanteil < 10% oder Behandlung mit Holzschutzmitteln der Prüfprädikate Iv1)

2

ja

ja

nein

nein

Innenbauteile in Räumen mit eingeschränkter Raumlüftung und Umlüftung der Konstruktion (mittlere relative Luftfeuchte über 70%) und gleichartig beanspruchte Bauteile

Holz weder der Witterung noch dem Erdkontakt ausgesetzt, vorübergehende Befeuchtung jedoch möglich

Verwendung von splintfreien Farbkernhölzern der Resistenzklassen 1, 2 oder 3 nach DIN 68 364 z.B. Afzelia, Azobe, Douglasie, Eiche, Greenheart, Lärche, Keruing, Mahagoni, Makore, Meranti, Redcedar, Robinie, Teak oder Behandlung mit Holzschutzmitteln der Prüfprädikate Iv, P1)

Innenbauteile in Nassbereichen, wasserabweisend abgedeckt Außenbauteile ohne unmittelbare Wetterbeanspruchung

Holzteile, die durch Niederschläge, Spritzwasser oder dergleichen beansprucht werden 3

ja

ja

ja

nein

Außenbauteile mit Wetterbeanspruchung ohne ständigen Erdund/oder Wasserkontakt

Holz der Witterung oder Kondensation ausgesetzt

Verwendung von splintfreien Farbkernhölzern der Resistenzklassen 1 oder 2 nach DIN 68 364 z.B. Afzelia, Azobe, Eiche, Greenheart, Keruing, Makore, Meranti, Redcedar, Teak oder Behandlung mit Holzschutzmitteln der Prüfprädikate Iv, P, W1)

Holz ständig starker Befeuchtung ausgesetzt

Verwendung von splintfreien Farbkernhölzern der Resistenzklassen 1 nach DIN 68 364 z.B. Afzelia, Azobe, Greenheart, Keruing, Makore, Robinie und Teak oder Behandlung mit Holzschutzmitteln der Prüfprädikate Iv, P, W, E1)

Innenbauteile in Nassräumen

4

ja

ja

ja

ja

Holzteile mit ständigem Erdund/oder Süßwasserkontakt z.B. im Wasserbau oder durch Schmutzablagerungen in Rissen

1) Prüfprädikate gemäß Institut für Bautechnik, Berlin: Iv = insektenvorbeugend, P = pilzwidrig, W = witterungsbeständig, E = moderfäulewidrig

62

Holzschutz

Planungsgrundlagen

Tabelle 2: Erforderliche Holzwerkstoffklassen gemäß DIN 68 800-2 Zeile 1 1.1 1.2

Holzwerkstoffklasse 20

20 100 20 2 2.1 2.2 2.3 2.4

3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2

100 100 100 100

20 100 G 100 100 G 100 G 100

Anwendungsbereich raumseitige Bekleidung von Wänden, Decken und Dächern in Wohngebäuden sowie in Gebäuden mit vergleichbarer Nutzung 1) allgemein obere Beplankung sowie tragende oder aussteifende Schalung von Decken unter nicht ausgebauten Dachgeschossen a) belüftete Decken 2) b) nicht belüftete Decken • nicht ohne ausreichende Dämmschichtauflage 3) • mit ausreichender Dämmschichtauflage (1/Λ ≥ 0,75 m2K/W) 4) Außenbeplankung von Außenwänden Hohlraum zwischen Außenbeplankung und Vorsatzschale (Wetterschutz) belüftet Vorhangschale als Wetterschutz, Hohlraum nicht ausreichend belüftet, diffusionsoffene, wasserableitende Abdeckung der Beplankung auf der Beplankung direkt aufliegendes Wärmedämm-Verbundsystem Mauerwerk-Vorsatzschale, Hohlraum nicht ausreichend belüftet, Abdeckung der Beplankung mit: a) wasserableitender Schicht mit sd ≥ 1 m b) Hartschaumplatte, mindestens 30 mm dick obere Beplankung von Dächern, tragende oder aussteifende Dachschalung Beplankung oder Schalung steht mit der Raumluft in Verbindung mit aufliegender Wärmedämmschicht (z.B. in Wohngebäuden, beheizten Hallen) ohne aufliegende Wärmedämmschicht (z.B. Flachdächer über unbeheizten Hallen) Dachquerschnitt unterhalb der Beplankung oder Schalung belüftet geneigtes Dach mit Dachdeckung Flachdach mit Dachabdichtung 3) Dachquerschnitt unterhalb der Beplankung oder Schalung nicht belüftet belüfteter Hohlraum oberhalb der Beplankung oder Schalung, Holzwerkstoff oberseitig mit wasserabweisender Folie oder dergleichen abgedeckt 3) keine dampfsperrenden Schichten (z.B. Folien) unterhalb der Beplankung oder Schalung, Wärmeschutz überwiegend oberhalb der Beplankung oder Schalung

1) dazu zählen auch nicht ausgebaute Dachräume von Wohngebäuden 2) Hohlräume gelten im Sinne dieser Norm als ausreichend belüftet, wenn die Größe der Zu- und Abluftöffnungen mindestens je 2∏ der zu belüftenden Fläche, bei Decken unter nicht ausgebauten Dachgeschossen mindestens jedoch 200 cm2 je Meter Deckenbreite beträgt 3) von solchen Konstruktionen wird wegen der Möglichkeit ungewollt auftretender Feuchte, z.B. durch Tauwasserbildung, in Folge von Wasserdampf-Konvektion, im Allgemeinen abgeraten 4) Wärmedurchlasswiderstand 1/Λ; Berechnung nach DIN 4108-5

Tabelle 3: Holzschutz: Zusammenwirkende Beanspruchung von Holz durch mechanische, physikalische, biologische und chemische Einflüsse Einflüsse

Auswirkungen

mögliche Folgen

mögliche Schäden

Insekten

• Löcher in der Oberfläche • Fraßgänge im Querschnitt

• Reduktion der Holzsubstanz

• Verlust der Festigkeit und Tragfähigkeit

Sonne kurzwellige UV-Strahlung

• Photochemischer Holzangriff • Abbau der oberflächennahen Holzsubstanz durch Photolyse (Depolymerisation der Cellulose)

• Verfärbung: Gilbung, Bräunung • mögliche Erhöhung der Wasseraufnahmefähigkeit der Oberfläche • Befall durch holzverfärbende Pilze und Flechten: Holzverfärbung, Vergrauung

Sonne langwellige UV-Strahlung

• Schwankungen von Holztemperatur und Holzfeuchte • Austrockenen durch Feuchtigkeitsentzug • Spannungen, Dimensionsänderung durch Quellen und Schwinden • mechanische Beanspruchung des Bauteils

• Undichtigkeiten, Riss- und Fugen bildung, Anstrichschäden • mögliche Feuchtigkeitsanreicherung • in der Folge bei gleichzeitig zu hoher Holzfeuchte Befall durch holzverfärbende und holzzerstörende Pilze • in der Folge möglicher Befall durch Insekten an den Rissen ungeschützter Holzoberflächen

Wind

• Erosion von Holzsubstanz • Alterung von Dichtungsmassen

• Undichtigkeiten

Regen

• Auswaschen von Holzinhaltsstoffen und Abbauproduktion der Photolyse

• Verwitterung im Oberflächenbereich, Verfärbung: Ausbleichen, Ausbluten • mechanische Schwächung • Erhöhung der Wasseraufnahmefähigkeit der Oberfäche

Erdfeuchte Luftfeuchte Spritzwasser Tauwasser/Kondensat

• Feuchtigkeitsanreicherung, Spannungen • Dimensionsänderungen durch Schwinden und Quellen

• Befall durch holzverfärbende und holzzerstörende Pilze

• Fäulnis, Holzzerstörung

Metall (z.B. bei Verbindungsmitteln)

• starke Wärmeleitung in Metallen • chemische Reaktion auf Grund von Inhaltsstoffen des Holzes (ph-Wert) mit Metallen

• Kondensat- und Reifbildung • Holzverfärbungen (z.B. Eisen-Gerbstoff-Reaktionen)

• Fäulnis, Holzzerstörung • Korrosion von Metallen

Chemikalien

• chemische Reaktion von Holzschutzmitteln mit Klebstoffen und Materialien der Verbindungsmittel

• nachteilige Beeinflussung der Verklebung und Beschichtung • Korrosion von Kunststoffen und Metallen

• Zerstörung der Oberflächen • Zerstörung der Verbindungsmittel

Temperaturwechsel

• Fäulnis

• Holzzerstörung

63

Wärmeverhalten von Gebäuden

Planungsgrundlagen

Wärmeverhalten von Gebäuden

Gerd Hauser Das Wärmeverhalten von Gebäuden beschreibt das Zusammenwirken von Baukörper und Anlagentechnik unter Berücksichtigung des Nutzerverhaltens und der vorliegenden meteorologischen Gegebenheiten des Standortes. Zielsetzung muss dabei sein, eine möglichst hohe Behaglichkeit mit möglichst geringem energetischen Aufwand sicherzustellen. Der Bau von Niedrigenergiehäusern, immer noch eine Domäne des Holzbaus, verlangt eine intensive Auseinandersetzung der beteiligten Planer mit den vielen wärmetechnisch relevanten Parametern des Gebäudeentwurfs. Die folgenden Ausführungen geben einen groben Überblick über die verschiedenen Einflussfaktoren und deren Einflussgröße auf den Energiebedarf eines Gebäudes. In Deutschland ist zwischen dem sommerlichen und dem winterlichen Verhalten zu unterscheiden. Dabei ist im Allgemeinen während der kalten Jahreszeit eine Wärmezufuhr durch entsprechende Anlagen notwendig, während im Sommer meist allein bauliche Wärmeschutzmaßnahmen ausreichende Behaglichkeit sicherstellen können. Die wesentlichen Aufgaben für den baulichen Wärmeschutz sind deshalb den sommerlicher Wärmeschutz und eine hohe Energieeffizienz bei der Beheizung sicherzustellen, unter Beachtung hygienischer Aspekte wie insbesondere der Vermeidung von Schimmelpilzen. Gebäude, bei denen aufgrund eines hohen baulichen Wärmeschutzes, hoher passiver Solarenergiegewinne und einer effizienten Lüftungstechnik auf eine Heizanlage verzichtet werden kann und Gebäude, bei denen anlagentechnisch unter Einsatz von Energie Wärme im Sommer abgeführt wird, werden im Weiteren nicht behandelt. Wichtung einzelner Einflussgrößen

Um die Einflussgrößen grob wichten zu können, wird am Beispiel eines

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Einfamilienhauses aufgezeigt, wie sich unterschiedliche bauliche, anlagentechnische und nutzungsbedingte Einflüsse auf die Höhe des Jahres-Primärenergiebedarfs auswirken. In Tabelle 1 sind die Varianten der verschiedenen Einflussgrößen dargestellt. Für den Ausgangsfall wird ein Gebäude betrachtet, das hinsichtlich der Randbedingungen dem Niveau der aktuellen Fassung der Energieeinsparverordnung entspricht und einen Primärenergiebedarf von 125 kWh/(m2a) hat. Bauliche Einflüsse Wird der bauliche Wärmeschutz entsprechend den Zahlenwerten in Tabelle 1 verbessert, ergibt sich eine Bedarfsreduktion um rund 12 kWh/(m2a). Wärmedurchgangskoeffizienten, die in etwa dem Anforderungsniveau der Wärmeschutzverordnung von 1995 entsprechen, führen zu einer Erhöhung des Primärenergiebedarfs um rund 12 kWh/(m2a). Mit der Umsetzung optimierter Anschlussdetails können Wärmebrückenverluste reduziert werden. Aus einem Wert ΔUWB = 0 W/(m2K) resultiert ein Jahres-Primärenergiebedarf von rd. 115 kWh/(m2a). Infolge schlechter Wärmebrückenausführungen (ΔUWB = 0,1 W/(m2K)) steigt der zuletzt genannte Wert um ca. 21 kWh/(m2a) an. Wird eine ausreichende Gebäudedichtheit, die nach DIN 4108-7 gefordert ist, nicht erreicht, ergibt sich bei einem Luftwechsel von n = 0,7 h-1 ein Jahres-Primärenergiebedarf von 131,6 kWh/(m2a). Der Einfluss der Bauweise (schwer/ leicht), ausgedrückt durch die Wärmespeicherfähigkeit, liegt bei etwa 2 %, sodass dem Holzbau im Vergleich zum Massivbau hier kaum Nachteile entstehen. Anlagentechnische Einflüsse Beim Einsatz eines Niedertemperatur-Heizsystems ergibt sich

aufgrund der größeren ErzeugerAufwandszahl eine Erhöhung des Jahres-Primärenergiebedarfs von rd. 7 kWh/(m2a) gegenüber dem Ausgangsfall, der mit einem Brennwertsystem ausgestattet ist. Werden die Rohrleitungen nicht wie im Ausgangsfall im beheizten, sondern im nicht beheizten Bereich geführt, liegt der Jahres-Primärenergiebedarf bei 130 kWh/(m2a). Eine Reduktion des Primärenergiebedarfs um rd. 14 kWh/(m2a) wird erreicht, wenn eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung (Wärmerückgewinnungsgrad 80 %) vorgesehen ist.

Nutzungsbedingte Einflüsse Die Energieeinsparverordnung setzt als mittlere Raumlufttemperatur einen Wert von 19 °C an. Hierbei ist die räumliche Teilbeheizung berücksichtigt, d.h. es wird davon ausgegangen, dass nicht alle Räume eines Gebäudes auf normale Raumlufttemperaturen beheizt werden. Setzt man bei der Berechnung eine Raumlufttemperatur von durchschnittlich 17 °C an, liegt der Jahres-Primärenergiebedarf bei 108 kWh/(m2a). Bei einer um 2 K erhöhten Raumlufttemperatur von 21 °C erhöht sich auch der Energiebedarf um rd. 18 kWh/(m2a).

Einflussgrößen auf den Jahres-Primärenergiebedarf von Gebäuden Einfamilienhaus in Würzburg mit zentraler Beheizung (Brennwertsystem) UAW = 0,35 W/(m2•K) UD = 0,22 W/(m2•K) UG = 0,36 W/(m2•K)

Ausgangsfall 100 %

bauliche Einflüsse Verbesserung d. baul. Wärmeschutzes: UAW = 0,21 W/(m2•K) UD = 0,18 W/(m2•K) UG = 0,28 W/(m2•K) Verschlechterung d. baul. Wärmeschutzes: UAW =0,53 W/(m2•K) UD =0,24 W/(m2•K) UG =0,50 W/(m2•K) Wärmebrückenstandard UWB=0,00 W/(m2•K) 2

Wärmebrückenstandard UWB=0,10 W/(m •K) -1

90 %

110 %

92 % 109 %

Luftwechselrate n=0,7 h (Gebäude nicht dichtheitsgeprüft)

106 %

leichte Bauweise Cwirk=15 kWh/(m3•K) • Ve

102 %

Niedertemperatursystem mit zentraler Warmwasserbereitung, Verteilung im beheizten Bereich

anlagentechnische Einflüsse 106 %

Brennwertsystem mit zentraler Beheizung, Verteilung im unbeheizten Bereich

104 %

Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung

90 % nutzungsbedingte Einflüsse

Tabelle 1

mittlere Raumtemperatur 17°C

86 %

mittlere Raumtemperatur 21°C

114 %

ohne Nachtabschaltung

105 %

Standort: Freiburg (Region 12)

84 %

Standort: Hof (Region 10)

115 %

Wärmeverhalten von Gebäuden

Wird gegenüber dem Ausgangsfall keine Nachtabschaltung betrieben, entsteht ein Mehrbedarf von ca. 5 %. Die Berücksichtigung standortspezifischer Klimadaten führt für Freiburg (Referenzort für die Region 12 gem. DIN 4108-6) zu einer Reduktion des Jahres-Primärenergiebedarfs von rd. 20 kWh/(m2a). Unter Zugrundelegung der Klimadaten des Referenzortes für die Region 10 (Hof) nimmt der Bedarf auf 144 kWh/(m2a) zu. Gesetzliche u. normative Anforderungen

Bauordnungsrechtliche Anforderungen an das energiesparende Bauen werden in der Energieeinsparverordnung formuliert. Darüber hinaus werden in Normen Anforderungen an die Bauteile, die Bauteilanschlüsse sowie die Gebäudehülle aus Gründen der Hygiene sowie zur Vermeidung von Schäden gestellt. Energieeinsparverordnung (EnEV)

Bei Wohngebäuden wird der Heizenergiebedarf unter Berücksichtigung des Warmwasserwärmebedarfs sowie der Einbeziehung der Anlagentechnik für Heizung und Warmwasserbereitung ausgewiesen. Diese Größe kann mit dem tatsächlichen Energieverbrauch verglichen werden. Sie stellt somit eine Kennzeichnung für die energetische Qualität des Gebäudes dar. Über diese, für den Endverbraucher interessante Kenngröße hinaus, wird die eigentliche Anforderung der Verordnung an einen zulässigen Primärenergiebedarf gestellt. Dieser berücksichtigt auch die Verluste, die bei Erzeugung und Transport eines Energieträgers entstehen. Neben den Anforderungen an den Primärenergiebedarf werden auch Bedingungen an • die Gebäudedichtheit • den Mindestluftwechsel • den Mindeswärmeschutz • Wärmebrücken • Maßnahmen im Gebäudebestand • die technische Gebäudeausrüstung gestellt. Anforderungsniveau Der Jahres-Primärenergiebedarf darf bei Nicht-Wohngebäuden in Abhängigkeit vom A / Ve-Verhältnis des Gebäudes für die Gebäudebeheizung Werte von ca. 15 bis 35 kWh/(m3a) nicht überschreiten.

Planungsgrundlagen

Wird die Warmwasserbereitung mit in die Bilanzierung einbezogen - dieser Ansatz ist für Gebäude mit wohnähnlicher Nutzung generell zu wählen - ergeben sich die Maximalwerte des Jahres-Primärenergiebedarfs in Abhängigkeit von der Art der Anlagentechnik in kWh/(m2K). Es wird hierbei zwischen zentraler und dezentraler Warmwasserbereitung unterschieden. Nachweisverfahren Die Ausgangsbasis zur Berechnung des Jahres-Primärenergiebedarfs stellt der Jahres-Heizwärmebedarf dar, der gemäß den Rechenvorschriften der DIN V 4108-6 »Berechnung des Jahres-Heizwärme- und des Jahres-Heizenergiebedarfs« ermittelt wird. Neben der Monatsbilanzierung, die einen EDV-Einsatz bedingt, findet ein Heizperiodenbilanzverfahren Verwendung, das für einfache Anwendungen herangezogen werden kann. Der Jahres-Heizenergiebedarf ergibt sich aus der Summation des Heizwärmebedarfs, des Warmwasserwärmebedarfs und der Verluste der Anlagentechnik. Für den Warmwasserwärmebedarf ist bei Wohngebäuden pauschal ein Wert von Qw = 12,5 kWh/(m2a) zu berücksichtigen. Bei Nichtwohngebäuden wird kein Warmwasserwärmebedarf in Ansatz gebracht. Die Rechenvorschriften im Rahmen der DIN 4701-10 „Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen“ sehen vor, dass die Beschreibung der energetischen Effizienz des Gesamtanlagensystems über Aufwandszahlen erfolgt. Die Aufwandszahl stellt das Verhältnis von Aufwand zu Nutzen dar und ist somit der Kehrwert des Nutzungsgrades, der bislang in der Anlagentechnik hauptsächlich Verwendung fand. Unter Berücksichtigung von Primärenergiefaktoren, wird je nach Anlagentechnik und eingesetztem Energieträger eine Primärenergieaufwandszahl eP gebildet. Multipliziert mit der Summe aus Heizwärme- und Warmwasserwärmebedarf resultiert die Zielgröße, der JahresPrimärenergiebedarf QP. QP = (Qh + QW)·eP Zusätzlich zu den genannten Anforderungen wird ein maximaler spezifischer Transmissionswärmever-

lust eingeführt, der sicherstellen soll, dass ein baulicher Mindestwärmeschutz gemäß dem Standard der Wärmeschutzverordnung von 1995 eingehalten wird. Es wird unterschieden zwischen Nichtwohngebäuden mit einem Fensterflächenanteil ≤ 30%, sowie Wohngebäuden HT‘,max = 0,3 + 0,15 / (A / Ve) und Nichtwohngebäuden mit einem Fensterflächenanteil > 30% HT‘,max = 0,35 + 0,24 / (A / Ve) Konsequenzen Wesentliche praktische Konsequenzen der neuen Verordnung laufen darauf hinaus, dass in einem frühen Stadium die Abstimmung zwischen den Planern des baulichen Wärmeschutzes und der Anlagentechnik erfolgt. Über »Bonusanreize«, die eine gute Detailplanung und natürlich auch eine gute Detailausführung belohnen, wird eine verbesserte Qualität der Baukonstruktion erreicht. Darüber hinaus wird in dem Nachweisverfahren der Verordnung die Effizienz einer guten Gebäudeanlagentechnik deutlich herausgestellt, und es werden Anreize für den Einsatz optimierter Heizungsund Warmwasserbereitungssysteme geschaffen. Wärmebrücken Die Bedeutung der Wärmebrückenverluste nimmt mit steigendem Wärmeschutz zu. Deshalb wird ihr Einfluss, dem hohen Anforderungsniveau der EnEV entsprechend, bei der Bestimmung der Transmissionswärmeverluste zukünftig berücksichtigt. Gemäß DIN 4108-6 stehen zwei Verfahren zur Verfügung: Eine ungünstige pauschale Berücksichtigung und eine günstige detaillierte Berücksichtigung. Dabei werden energetisch gute Lösungen für die Anschlussdetails vorausgesetzt. Mit dem pauschalen spezifischen Wärmebrückenzuschlag ΔUWB werden die Wärmebrückeneffekte ohne Berücksichtigung der Bauart pauschal in Ansatz gebracht. Beim detaillierten Nachweisverfahren können die Wärmebrückeneffekte genau erfasst werden. Voraussetzung für den Nachweis ist jedoch, dass die längenbezogenen Wärmebrückenverlustkoeffizienten der wesentlichen Anschlussdetails bekannt sind.

Luftdichtheit Die Luftdichtigkeit von Gebäuden wird im Allgemeinen mit Hilfe des n50-Wertes gekennzeichnet, der den Luftwechsel bei 50 Pa Druckdifferenz beinhaltet. Die Anforderungen an die Luftdichtheit der Gebäudehülle sind in DIN 4108-7 genannt: • Gebäude mit natürlicher Lüftung: n50 ≤ 3,0 h-1 • Gebäude mit mechanischer Lüftung: n50 ≤ 1,5 h-1 Die EnEV schreibt vor, dass bei Einsatz einer mechanischen Lüftungsanlage eine Dichtheitsprüfung durchgeführt werden muss. Wird bei natürlich gelüfteten Gebäuden – diese Form der Lüftung wird in nächster Zukunft noch die am häufigsten anzutreffende sein – eine Dichtheitsprüfung durchgeführt, und der genannte Anforderungswert eingehalten, darf im Nachweisverfahren ein Bonus in Ansatz gebracht werden. Mit den verhältnismäßig geringen Kosten für eine Messung nach dem BlowerDoor-Verfahren stellt sich der Nachweis über die Einhaltung der Dichtheitsanforderungen als wirtschaftlich sehr günstige Option für die Verbesserung des Wärmeschutzes dar. Es ist davon auszugehen, dass die Dichtheitsprüfung in den nächsten Jahren bei den meisten Bauvorhaben Anwendung findet, nicht nur im Hinblick auf die energetischen Aspekte sondern auch als Qualitätsnachweis für eine Konstruktion, die weniger bauschadenanfällig ist und keine Zugerscheinungen auftreten lässt. Bei Gebäuden in Holzbauweise lassen sich die gleichen Luftdichtheitswerte wie bei Mauerwerksbauten erzielen, wie eine messtechnische Erfassung zahlreicher ausgeführter Objekte belegt. Niedrigenergiehäuser

Über das Niveau der Energieeinsparverordnung hinaus kann mit einer Vielzahl möglicher Einzelmaßnahmen ein weitaus niedrigerer Energieverbrauch realisiert werden. Die Fachliteratur enthält umfangreiche Angaben über deren Wirkung. Sie können im wesentlichen in folgende Kategorien eingeordnet werden: Verlustreduzierende Elemente Hierzu gehören alle Maßnahmen zur Reduzierung der Transmissions-

65

Wärmeverhalten von Gebäuden

Planungsgrundlagen

und Lüftungswärmeverluste sowie auch der Umwandlungs-, Verteilungs- und Stillstandsverluste bei der Wärmeerzeugung. Wesentliche Elemente sind hierbei Außenbauteile mit kleinen Wärmedurchgangskoeffizienten und Bauteilanschlüsse mit kleinen Wärmebrückenverlustkoeffizienten, eine weitgehend luftdichte Gebäudehülle und eine dem Bedarf angepasste Lüftung mit Wärmerückgewinnung sowie eine Anlagentechnik mit möglichst hohem Jahresnutzungsgrad. Gewinnsteigernde Elemente Zur Steigerung der Wärmegewinne gehören alle Maßnahmen, durch die verstärkt Sonnenenergie aufgenommen werden und ebenso die Maßnahmen, die eine verstärkte Nutzung dieser Sonnenenergie, aber auch interner Wärmequellen ermöglichen. Auch Systeme zur Vorwärmung der Zuluft sind hier einzuordnen. Insbesondere die Größe, Verteilung und Anordnung der Fenster, aber auch die Integration von unbeheizten Wintergärten oder Glasanbauten, Atrien usw. spielen hierbei eine Rolle. Daneben kann auch mittels spezieller Wand- und Fassadenausbildungen mit transluzenter Wetterschale, transluzenter Wärmedämmung (TWD) und möglicher Durchströmung (zur Vorwärmung der Zuluft) die Solarenergieaufnahme drastisch erhöht werden. Die Vorwärmung der Zuluft für mechanische Lüftungsanlagen mittels derartiger Fassadensysteme oder vorgeschalteter Erdwärmetauscher wird durch den bei Niedrigenergiehäusem notwendigen Einsatz von Lüftungstechnik immer mehr an Bedeutung gewinnen. Bei der Planung von Niedrigenergiehäusern ist im Konfliktfall verlustreduzierenden Elementen der Vorzug gegenüber gewinnsteigernden Elementen zu geben, insbesondere auch unter ökonomischen Gesichtspunkten. Der erste Schritt im Planungsablauf sollte jeweils eine Verlustminimierung zum Ziel haben, der anschließend eine Gewinnmaximierung folgt. Ebenso sollten zunächst die Voraussetzungen eines Niedrigenergiehauses durch bauliche Maßnahmen geschaffen werden, auf die dann die Anlagentechnik abzustimmen ist.

66

Einflüsse unterschiedlicher Parameter am Beispiel von Niedrigenergiehäusern

Bei der Planung von Niedrigenergiehäusern werden bisher häufig wichtige Aspekte nur intuitiv behandelt. Dies führt zu Enttäuschungen bei den Bauherren, wenn angestrebte Energieverbräuche deutlich überschritten werden. Um dem Planer Hilfen für den Gebäudeentwurf zur Verfügung zu stellen, wird hier der Einfluss einzelner Parameter auf das energetische Verhalten von Gebäuden skizziert (siehe hierzu auch Tabelle 2). Entwurf Für den Vergleich unterschiedlicher Einflussgrößen auf den Gebäudeentwurf erfolgte die Berechnung der Mehr- und Minderverbräuche an nicht weiter detaillierten, freistehenden Einfamilienhäusern (Wohnfläche 150 m2), Reihenmittelhäusern (Wohnfläche 110 m2) und Reihenendhäusern (Wohnfläche 125 m2). Folgende Einflussgrößen werden betrachtet: Standort Wenngleich die Wahl des Gebäudestandorts wohl kaum unter energetischen Gesichtspunkten getroffen wird, dient die dargestellte Bandbreite für Orte innerhalb Deutschlands zur Orientierung. Gegenüber dem »mittleren Standort Würzburg« ergeben sich Schwankungen von +13 (Hof) bis - 8 kWh/(m2a) (Freiburg). Gebäudetyp Einfamilienhäuser können freistehend oder im Verbund mit anderen Gebäuden erstellt werden. Gegenüber dem freistehenden Haus führt das Reihenmittelhaus zu einer Bedarfsminderung von 12 kWh/(m2a). Gebäudegeometrie »Exotische Gebäudeformen« können in Verbindung mit speziellen Maßnahmen für die Nutzung der Sonnenenergie, wie beispielsweise die transluzente Wärmedämmung optimale Lösung darstellen. Ohne diese speziellen Maßnahmen können derartige Formen wie z.B. Kreissegmentgrundrisse (Prismahaus) zu Mehrverbräuchen führen, die mit bis zu 19 kWh/(m2a) in einem Fall ermittelt wurden. Eine Vergrößerung der Hüllfläche durch Erker oder Versprünge um 10 % ergibt einen Anstieg des JahresHeizwärmebedarfs um ca. 6 %.

Gebäudeorientierung Bei üblicher Verteilung der Fenster auf den einzelnen Fassaden – vorliegender Ausgangsfall: Süd 33% Fensterflächenanteil: West 10 %, Nord 6%, Ost 15% – liegt der Einfluss der Gebäudeorientierung im Bereich von 6 kWh/(m2 a). Bei rechteckigen Grundrissen sollte die Längsseite nach Süden zeigen. Verschattung Eine partielle oder gar vollständige Verschattung aller Fenster, Außenwände und Dachflächen kann den Heizungswärmebedarf um bis zu 31 kWh/(m2a) anheben. Wintergarten Ein großdimensionierter, unbeheizter Wintergarten führt bei Nordorientierung zu einer Bedarfssenkung von 7 und bei Südorientierung von 4 kWh/(m2a). Die Auswirkungen der Orientierung auf die Nutzungsmöglichkeiten des Wintergartens sind allerdings zu beachten. Ausführungsplanung Für den Vergleich unterschiedlicher Einflussfaktoren im Rahmen der Ausführungsplanung erfolgte die Berechnung der Mehr- und Minderverbräuche an einem Standardfall in Form eines eingeschossigen Einfamilienhauses mit einer Grundfläche von 9,5 ≈ 10,75 m und ausgebautem Satteldach. Die Wohnfläche beträgt ca.150 m2. Der Heizwärmebedarf wird durch die folgenden Parameter beeinflusst: Wärmeschutz Der Wärmeschutz der wärmetauschenden Hüllfläche wird bestimmt durch den U-Wert der einzelnen Bauteile bzw. einen Um- Wert und die Ausbildung der Anschlüsse hinsichtlich Wärmebrückenwirkung und Dichtigkeit. Einer Erhöhung des Um-Wertes um 0,12 W/(m2K) entspricht einem Anstieg des Heizwärmebedarfs von 20 kWh/(m2a). Luftdichtheit Mit zunehmender Dämmung der Außenbauteile steigt der Anteil des Lüftungswärmeverlustes am Jahres-Heizwärmebedarf. Lüftungskonzepte, die auf einer Fugenlüftung oder einer freien Stoßlüftung basieren, sind wegen des in weiten Bereichen nicht kontrollierbaren, schwankenden Luftwechsels für Niedrigenergiehäuser ungeeig-

net. Der im Mittel notwendige Luftwechsel von ca. 0,5 h-1‚ ist andererseits nicht mit hinreichender Sicherheit in ungünstig gelegenen Bereichen gewährleistet. Deshalb wird bei dem Standardhaus eine zentrale Lüftungsanlage berücksichtigt. Es ist zu beachten, dass mit zunehmender Gebäudeundichtigkeit (Infiltration) die Wirksamkeit der Lüftungsanlage erheblich abnimmt. Im Vergleich zum Standardfall mit dem ni-Wert von 0,10 h-1 verringert sich der Heizwärmebedarf bei ni = 0,05 h-1‚ um 4 kWh/(m2a). Bei einer weniger dichten Hülle mit ni = 0,20 h-1 steigt der Heizwärmebedarf um 9 kWh/(m2a). Eine hohe Luftdichtigkeit erfordert eine besondere Sorgfalt bei der Planung und Ausführung der Luftsperre sowie von deren Anschlüssen. Transluzente Wärmedämmung Durch die Verwendung transluzenter Dämmmaterialien ist es möglich, die Sonneneinstrahlung für die Verringerung des Jahres-Heizwärmebedarfs stärker zu nutzen. Das hier betrachtete Element besteht aus einem Glaspaneel aus 4 mm dicken Glasscheiben und senkrecht zur Oberfläche orientierten dünnwandigen, transluzenten Glas- oder Kunststoffröhrchen im Luftzwischenraum mit einer Schichtdicke von 122 mm. Der Wärmedurchlasswiderstand des Systems beträgt 1,37 m2K/W. Die Abhängigkeit der Strahlungstransmission des Elementes vom Einstrahlwinkel wird entsprechend den Herstellerangaben berücksichtigt. Für die Absorption der Sonneneinstrahlung hinter der transluzenten Wärmedämmung wird eine 20 cm dicke, matt schwarz gestrichene Betonwand mit einem Absorptionsgrad von 0,96 zugrunde gelegt. Für den Einbau der transluzenten Wärmedämmung mit Betonwand steht in der Terrassenfassade im Erdgeschoss eine Wandfläche von ca. 14 m2 zur Verfügung. Im günstigsten Fall reduziert sich der Jahres-Heizwärmebedarf auf ca. 40 kWh/(m2a). Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass derartige Systeme einen hocheffektiven Sonnenschutz benötigen, da anderenfalls zu hohe Innenoberflächentemperaturen im Wohnraum sowie für die transluzente Wärmedämmung unzulässig hohe

Wärmeverhalten von Gebäuden

Standort

Gebäudetyp

Gebäudegeometrie

Orientierung

Sonneneinstrahlung

Wintergarten

Wärmeschutz km-Wert

Neues Raumkonditionierungssystem für den Holzbau

Wärmebrücken Sockelausbildung

Dichtigkeit nj

Transluzente Wärmedämmung Süd

Temporärer Wärmeschutz 1/ΛtW

20

60

80

Reihenmittelhs. Freistehend Satteldachhaus Prisma-Haus Süd Nord 100 % 0% mit ohne 0,21 W/(m2K) 0,33 W/(m2K) günstig ungünstig 0,05 h-1 0,20 h-1 13,53 m2 0 m2 2 (m2K)/ W 0 (m2K)/ W

Wärmespeicherfähigkeit

hoch gering

Fensterflächenanteil Wohnzimmer

100 % 0%

Farbe as

40

Freiburg Hof

0,9 0,3

Tabelle 2

C

Wohnzimmer

Fußboden- bzw. Deckenheizung

36

Fußbodenheizung und -kühlung Deckenheizung und -kühlung

32

28

24

04.Aug

03.Aug

02.Aug

20 01.Aug

Holzbaukonstruktionen haben in aller Regel eine geringere Wärmespeicherfähigkeit als Massivbaukonstruktionen und führen deshalb, unter sommerlichen Randbedingungen, zu höheren Temperaturen. Dieser Nachteil einer geringen Wärmespeicherfähigkeit kann jedoch kompensiert werden, indem die Wärmespeicherfähigkeit des Erdreiches aktiviert wird. Dafür werden sowohl Bauteile in den Aufenthaltsräumen als auch die Bodenplatte mit Wasser durchströmt wodurch die Wärme aus den Räumen an das Erdreich abgegeben werden kann. Der dabei zunächst zu erwartende Vorteil einer Durchströmung von deckennahen Schichten stellt sich in der Realität nicht ein, da die wesentlichen Strahlungsenergien auf den Fußboden auftreffen und bei einer Durchströmung dieser Bauteile sofort abgeführt werden können. Wie Bild 3 belegt, stellen sich bei einer Nutzung des hinreichend bekannten Systems der Fußbodenheizung die günstigsten Verhältnisse ein, sodass keine neuartigen Konstruktionen erforderlich sind, lediglich die Ankopplung der Fußbodenheizung an eine wasserdurchströmte Bodenplatte. Die in Bild 3 dargestellten Temperaturen gelten für ein freistehendes Einfamilienhaus mit relativ großzügigen Fensterflächen, die allerdings mit einem wirksamen Sonnenschutz ausgerüstet sind. Sie kennzeichnen die hohe Wirksamkeit des beschriebenen Systems.

31.Juli

Fensterflächenanteil Der Einfluss des Fensterflächenanteils der Terrassenfassade liegt bei Variationen zwischen 0 und 100% bei 5 kWh/(m2a) Heizwärmebedarf. Rechnet man jedoch sinnvollerweise den Strombedarf für Kunstlicht mit – gewichtet mit dem Faktor 2,5 – so kehrt sich das Verhältnis um.

kWh/m2a 0

30.Juli

Wärmespeicherfähigkeit Gegenüber dem Wärmeschutz ist die Wärmespeicherfähigkeit von untergeordneter Bedeutung. Zwischen den Bauarten mit der geringsten und der höchten Wärmespeicherfähigkeit liegt ein Einsparungspotenzial von 4 kWh/(m2a).

Jahres-Heizwärmebedarf

29.Juli

Temporärer Wärmeschutz Das Fenster stellt in Phasen ohne Sonneneinstrahlung im Vergleich zur geschlossenen Außenwand ein Bauteil mit hohen Wärmeverlusten dar. Eine Möglichkeit, das energetische Verhalten von Fenstern zu verbessern, ist die Verwendung eines temporären Wärmeschutzes. Dabei handelt es sich um ein bewegliches Dämmelement, das in der Nacht vor oder hinter die Fensteröffnung gebracht wird. Die Ausführung von Dämmelementen ist vielfältig. Bei den Simulationsrechnungen wird von einer idealen Ausführung ausgegangen, d.h., dass der temporäre Wärmeschutz dicht schließt und keine Durchströmung des Luftzwischenraums und keine zusätzlichen Wärmeverluste im Bereich der Abdichtung auftritt. Für die Parameterstudie wird der temporäre Wärmeschutz durch einen zusätzlichen Wärmedurchlasswiderstand bei den Fensterelementen außenseitig von 2,0 m2K/W variiert. Der Einsatz des temporären Wärmeschutzes ist auf den Zeitraum ohne Sonneneinstrahlung beschränkt. Übliche Rolläden aus Holz oder Kunststoff liefern Werte von 0,15 bis 0,3 m2K/W. Dabei wird von einer dichten Ausführung ausgegangen. Bei undichten Systemen sinken die Werte bis auf ca. 0,05 m2K/W ab. Der Jahres-Heizwärmebedarf verringert sich um ca. 12 % bei Einsatz eines temporären Wärmeschutzes mit einem Wärmedurchlasswiderstand von 2,0 m2K/W.

Farbe der Außenbauteile Die Farbgebung der Außenbauteile beeinflusst die Absorption as der Sonneneinstrahlung. Durch die Wärmequelle infolge der Strahlungsabsorption erhöht sich die Außenoberflächentemperatur und verringert damit den Wärmeverlust durch das Bauteil. Mit zunehmendem Dämmniveau der Außenbauteile nimmt dieser Einfluss jedoch ab. Eine helle Farbe (as = 0,3) bei Außenwand, Fensterrahmen und Dach ergibt für die Südorientierung eine Erhöhung des Jahres-Heizwärmebedarfs von 8,2 % gegenüber einer dunklen Hüllfläche mit as = 0,9.

28.Juli

Temperaturen in der absorbierenden Grenzschicht auftreten können.

Planungsgrundlagen

Bild 3: Darstellung der Raumtemperaturen im Wohnzimmer eines freistehenden Einfamilienhauses unter hochsommerlichen Randbedingungen mit und ohne Kühlsystem

67

Schallschutz

Planungsgrundlagen

Schallschutz

Gerhard Wagner, Helmut Zeitter Der Schallschutz gewinnt für die Wohn- und Lebensqualität zunehmende Bedeutung. Aufgrund seines hohen Stellenwerts muss ein funktionierender Schallschutz unabhängig von der Bauweise sorgfältig geplant und entsprechend ausgeführt werden. Sinn von Schallschutzanforderungen ist es, Menschen vor unzumutbaren Belästigungen durch Geräusche (Lärm) zu schützen. Der bauliche Schallschutz bezieht sich sowohl auf Lärm aus der Umwelt (Immissionsschutz) als auch auf Lärm innerhalb eines Gebäudes (z.B. zwischen fremden Wohn- und Arbeitsbereichen) sowie auf aus dem Gebäude nach außen dringendem Lärm (Emissionsschutz). Im Holzbau können gute Schallschutzwerte durch die Mehrschaligkeit der Konstruktion und mit einem richtig kombinierten Schichtaufbau der Bauteile erreicht werden. Ohne Mehraufwendungen werden mit den heute üblichen Aufbauten von Dach-, Wand- und Deckenbauteilen die Anforderungen des Schallschutzes nach DIN 4109 erreicht. Mit nur wenigen Modifikationen können Luftschalldämm-Maße und Trittschallpegel im Holzbau erreicht werden, die den Anforderungen an einen erhöhten Schallschutz gemäß Beiblatt 2 zu DIN 4109 erfüllen. Auch bei einem erhöhten Außenlärmpegel, wie er an stark befahrenen Straßen oder im Bereich von Einflugschneisen vorliegt, kann in Häusern mit Außenwänden in Holzrahmenbauweise ein effektiver Schallschutz erzielt werden. Während für den Schutz vor Außenlärm und Lärm zwischen fremden Wohneinheiten (bauordnungsrechtliche) Anforderungen der Landesbauordnungen bestehen, gibt es für den privaten Wohn- und Arbeitsbereich keine öffentlich-rechtlichen Anforderungen. Es ist jedoch sinnvoll, bei

68

schallemittierenden Räumen wie Kinder- oder Musikzimmern einen ausreichenden Schallschutz sicherzustellen. Die vom Bauherr gewünschten Anforderungen an den Schallschutz sollten mit Planern und Ausführenden besprochen und privatrechtlich vereinbart werden. Dabei kann selbstverständlich auf bestehende Normen und Richtlinien (DIN 4109, Bbl. 2 zu DIN 4109, VDI-Richtlinie 4100) zurückgegriffen werden. Schallschutz im Holzbau

Schalltechnisch wird zwischen ein-, zwei- oder mehrschaligen Bauteilen unterschieden. Bei einschaligen Bauteilen wie z.B. Mauerwerksoder Stahlbetonwänden hängt die Schalldämmung hauptsächlich von der flächenbezogenen Masse ab: je schwerer desto besser. Damit sind jedoch häufig schlechtere Wärmedämmeigenschaften verbunden. Problematisch für den Schallschutz sind leichte einschalige Bauteile. Gegenüber so genannten Massivbauweisen kann der Holzbau nicht mit großen Massen aufwarten. Statt dessen lässt sich im Holzbau ein guter Schallschutz durch die richtige Anordnung unterschiedlicher Schichten erreichen. Grundlagen - Grundbegriffe Schallübertragung

Es gibt zwei Arten der Schallübertragung: Luftschall und Körperschall. Beim Luftschall wirkt die umgebende Luft als Trägermedium. Durch Schallquellen wie z. B. sprechende Menschen oder Radio- und Fernsehgeräte wird die Luft in Schwingungen versetzt. Beim Körperschall sind feste und flüssige Stoffe Medium der Übertragung. Durch Begehen einer Decke, Betätigen der WC-Spülung oder Lichtschalter werden Wand oder Decke in Schwingungen versetzt und regen die Luft des be-

nachbarten Raums zum Schwingen an. In der Baupraxis ist der Trittschallschutz die häufigste Form des Körperschallschutzes. Schall und Schallpegel

Unter dem Begriff »Schall« versteht man den Frequenzbereich, der für das menschliche Ohr wahrnehmbar ist und bei Erwachsenen etwa von 16 Hz bis 16.000 Hz reicht. Der Bauakustik wird üblicherweise ein Frequenzumfang von 100 Hz bis 3.150 Hz zugrundegelegt. Der »Schalldruckpegel« ist das logarithmische Maß für das Verhältnis zwischen einem aktuellen Schallereignis der Amplitude p und der Hörschwelle p0 und wird in Dezibel (dB) angegeben.

Lärmquellen

Straßenverkehr Schienenverkehr Flugverkehr Maschinen, Geräte Trittschall durch Personen Musik Gespräche Veranstaltungen ...

Arten der Schallübertragung:

A-bewerteter Schallpegel

Das Lautstärkeempfinden wird von der Höhe der Frequenzen bestimmt. In die Messgeräte sind sogenannte Bewertungsfilter eingebaut, die die Charakteristik des menschlichen Ohrs nachbilden. Gebräuchlich ist der sogenannte A-Filter, der dann mit der Einheit dB(A) angegeben wird. Der A-Schallpegel wird zur Bewertung eines Geräuschs, z. B. von Verkehrsoder Installationsgeräuschen über den gesamten vorgegebenen Frequenzbereich herangezogen. Dabei werden die einzelnen Frequenzbereiche entsprechend der Empfindlichkeit des menschlichen Ohres mit unterschiedlichem Gewicht in die Bewertung einbezogen. Beispiel: Schall mit einer Frequenz von 31,5 Hz wird erst bei einem Schallpegel von ca. 53 dB wahrgenommen, Schall mit einer Frequenz von 2.000 Hz dagegen schon bei 0 dB (Hörschwelle).

Luftschallübertragung

Körperschallübertragung

Schalldämm-Maße für den Luftschall/ Luftschalldämmung

Das Luftschalldämm-Maß gibt an, wie gut ein Bauteil den Lärm einer Lärmquelle, der sich als Luftschall

Trittschallübertragung (Körperschall)

Schallschutz

ausbreitet, dämpft. Es ist die Differenz der Lautstärkepegel gemessen zwischen der Lärmquelle und einem angrenzenden Raum. Das Schalldämm-Maß wird mit (R) bezeichnet. Je größer dieser Zahlenwert (R) ist, umso besser ist die dämpfende Eigenschaft des Bauteils. Entscheidend für eine gute Luftschalldämmung ist die tatsächliche Einbausituation des Bauteils im Bauwerk. Schall gelangt nicht nur durch die Fläche eines trennenden Bauteils von einem Raum zum anderen (siehe Bild 1), sondern auch über sämtliche flankierenden Bauteile, z.B. Decke, Boden, Wände, (siehe Bild 2), die als Schallnebenwege bezeichnet werden. Kennzeichnende Größe für den Luftschallschutz zwischen zwei Räumen ist das resultierende Schalldämm-Maß (R‘) (siehe Bild 3). Für die bewerteten SchalldämmMaße ist daher zu unterscheiden, ob die angrenzenden (flankierenden) Bauteile berücksichtigt wurden (R‘w) oder nur das Bauteil selbst betrachtet wird (Rw). Für den Nachweis des geforderten Schallschutzes ist das bewertete Schalldämm-Maß (R‘w) der üblicherweise nachzuweisende Wert. Bei dem (R‘w)- Wert sind die Nebenwege über flankierende Bauteile bereits berücksichtigt. Im Holzbau spielt die Übertragung über die flankierenden Bauteile eine wesentliche, oft sogar die entscheidende Rolle. Schalldämm-Maße für den Trittschall / Trittschalldämmung

Trittschall entsteht, wenn beispielsweise Decken und Treppen durch Begehen, Haushaltsgeräte (Betrieb einer Waschmaschine) oder Aufprallgeräusche zum Schwingen angeregt werden. Die so angeregten Bauteile geben die Schwingungen an die Luft der benachbarten Räume weiter. Der in einem angrenzenden Raum gemessene Schallpegel Ln (erzeugt durch ein definiertes NormHammerwerk) wird als Norm-Trittschallpegel bezeichnet. Im Unterschied zum Luftschall wird also nicht die dämpfende Wirkung des Bauteils angegeben, sondern die resultierende Lautstärke in einem angrenzenden Bereich. Die kennzeichnende Größe wird als bewerteter Norm-Trittschallpegel Lnw bzw. L‘nw bezeichnet.

Planungsgrundlagen

Eine Deckenkonstruktion ist schalltechnisch umso besser, je kleiner der Zahlenwert des Trittschallpegels (Lnw) ist. Wie bei dem Schalldämm-Maß für Luftschall ist zu unterscheiden, ob für die Ermittlung des bewerteten Norm-Trittschallpegels die tatsächliche Einbausituation berücksichtigt wurde (L‘nw) oder nur das trennende Bauteil selbst (Lnw). Bei Holzdecken ist darauf zu achten, dass die Körperschallanregung für die Rohdecke aus der Nutzung so weit wie möglich »gedämpft« wird. Erfüllt eine Deckenkonstruktionen aus Holz die Anforderungen an den Trittschallschutz, so erfüllt sie in der Regel auch die Anforderungen an den Luftschallschutz. Schallbrücken

Schallbrücken sind immer dort vorhanden, wo Luft oder nicht entkoppelte Schichten als Träger der Schwingungen zur Verfügung stehen. Am Beispiel des geöffneten bzw. geschlossenen Fensters gilt: Wo Luft geht, geht auch Schall. Zur Vermeidung von Luftschallbrücken müssen die Bauteile sowie ihre Anschlüsse an die angrenzenden Bauteile luftdicht sein. Daher ist insbesondere bei Leitungs- und Rohrdurchführungen, Steckdosen etc. auf eine sorgfältige Ausführung bzw. Abklebung zu achten. Typische Schallbrücken für den Körperschall sind Verbindungen eines schwimmenden Estrichs mit der Wand oder der Rohdecke. Sie entstehen z.B. durch Leitungskreuzungen zwischen Rohdecke und Estrich oder fehlende seitliche Dämmstreifen zwischen Estrich und Wandkonstruktion. Schallbrücken zwischen Rohdecke und Estrich bringen eine wesentlich stärkere Verschlechterung der Trittschalldämmung als Schallbrücken zwischen Estrich und Wand.

stimmungen« ETB) und öffentlichrechtlich nicht wirksamen Normen zu unterscheiden. Letztere können »privatrechtlich« vereinbart werden. Dies betrifft vor allem den Schallschutz in den »eigenen vier Wänden«, da dieser in den ETB nicht geregelt ist. Eingeführte Technische Baubestimmungen zum Schallschutz sind: • DIN 4109 Schallschutz im Hochbau; Anforderungen und Nachweise (ETB) • Beiblatt 1 zu DIN 4109 Schallschutz im Hochbau; Ausführungsbeispiele und Rechenverfahren (ETB) Normen und Richtlinien, die nicht bauaufsichtlich eingeführt und daher privatrechtlich vereinbart werden müssen, sind z.B.: • Beiblatt 2 zu DIN 4109 Schallschutz im Hochbau; Hinweise für Planung und Ausführung; Vorschläge für einen erhöhten Schallschutz; Empfehlungen für den Schallschutz im eigenen Wohn- und Arbeitsbereich • VDI Richtlinie 4100 Schallschutz von Wohnungen - Kriterien für Planung und Beurteilung Normen zum Schallschutz (ETB)

In DIN 4109 sind Anforderungen u.a. zwischen fremden Wohnungen oder Nutzungen sowie an den Schallschutz der Außenbauteile festgelegt. Diese Anforderungen sind allgemein verbindlich und müssen eingehalten werden. Das Beiblatt 1 zu DIN 4109 enthält Ausführungsbeispiele für Bauteile, die ohne bauakustische Eignungsprüfungen die Anforderungen nach DIN 4109 erfüllen. Bei entsprechend sorgfältiger Ausführung wird der angegebene Schallschutz am Bauwerk erreicht. Außerdem sind Rechenverfahren für den Nachweis der Luft- und Trittschalldämmung angegeben.

Anforderungen an den Schallschutz

Schalltechnisches Verhalten von Bauteilen

Bauordnungsrechtliche Aspekte des Schallschutzes

Einschalige Bauteile

Schallpegel dB (A) Düsentriebwerk (25 m Entfernung) Schmerzgrenze Start von Düsenmaschinen (100 m Entfernung)

140 130 120 110

Pop-Gruppe

100

Presslufthammer

90

Schwerlastverkehr Mittlerer Straßenverkehr

80 70

Büro Unterhaltung

60 50 40

Wohnraum / Bibliothek

30 Schlafzimmer Wald

20 10 0

Hörgrenze

Schallpegel dB(A)

T

R/R w

Bild 1: Schalldämm-Maß Bauteil F

R L /R Lw

Bild 2: Schalldämm-Maß flankierende Bauteile (Nebenwege)

F

T

R /R w

Schallschutzanforderungen sind in den Landesbauordnungen (LBO) der Bundesländer formuliert. Dabei sind die öffentlich-rechtlich relevanten Normen (sogenannte »Eingeführte Technische Baube-

Bei einschaligen Bauteilen wie z.B. Mauerwerks- oder Betonwänden, aber auch Massivholzwänden hängt die Schalldämmung hauptsächlich von der flächenbezogenen Masse ab: Je schwerer das Bauteil desto besser die

F Bild 3: Schalldämm-Maß unter Berücksichtigung der Schallnebenwege

69

Schallschutz

Planungsgrundlagen

Anforderung an Trennwände nach DIN 4109 DIN 4109

DIN 4109 Bbl. 2

Bauteil

erf. R'w [db]

empf. R'w [db]

Wohnungstrennwände

53

≥ 55

Treppenraumwände

52

≥ 55

Haustrennwände

57

≥ 67

Anforderung an Trennwände nach VDI-Richtlinie 4100 E DIN VDI 4100 4109-10 SSt 3 (VDI 4100) SSt 2 Bauteil

empf. R'w [db]

empf. R'w [db]

Wohnungstrennwände

≥ 56

≥ 59

Treppenraumwände

–

–

Haustrennwände

≥ 63

≥ 68

Verbesserungsmöglichkeiten der SchallLängsdämm-Maße

Bild 1

Bild 2

Bild 3

Bild 4 Quellen: www.infoholz.de, Holzabsatzfonds, Anstalt des öffentlichen Rechts, Bonn

70

Schalldämmung. Sie haben jedoch da ihre Grenzen, wo es um sehr hohe Schalldämm-Maße geht. Schalldämm-Maße von mehr als 55 dB lassen sich in der Regel nur durch zweischalige Bauteile zuverlässig erreichen. Zwei- / mehrschalige Bauteile

Im Holzbau werden systembedingt meistens zwei- oder mehrschalige Bauteile verwendet. Die Schalldämmung dieser Bauteile hängt von den Eigenschaften der einzelnen Schalen, ihrer Verbindung untereinander und der »Bedämpfung« des Hohlraums zwischen den einzelnen Schalen ab. Dabei sind folgende Grundsätze zu beachten: • Verwendung biegeweicher Schalen (z.B. Gipsbau- und Holzwerkstoffplatten) • Entkopplung der Verbindung der Schalen durch Federschienen (z.B. bei abgehängten Unterdecken) • Bedämpfung der Hohlräume mit Dämmstoffen • Einbringung biegeweicher Massen in Decken (Sand- und Splittschüttungen) • Gewährleistung der Luftdichtheit • Vermeidung von Schallbrücken Im Holzhausbau kommt den Anschlüssen der Bauteile untereinander eine besondere Bedeutung zu. Eine fachgerechte Planung und Ausführung vorausgesetzt, wird über das flankierende Bauteil kaum Schallenergie übertragen. Die Schall-Längsleitung ist gering, die Schall-Längsdämmung entsprechend groß. Die Übertragung von Körperschall über Schallbrücken ist zu vermeiden. Dämmstreifen an Bauteilstößen bzw. spezielle Befestigungsmanschetten für Installationsleitungen ermöglichen eine Entkopplung des jeweiligen Bauteils von einer möglichen Schallquelle. Schallnebenwege von Trennwänden

Trennwände sollen sowohl vor einer Belästigung aus benachbarten Wohnbereichen schützen als auch die Wahrung der eigenen Intimsphäre sicherstellen. Für Trennwände, die fremde Wohnbereiche voneinander trennen, bestehen daher Anforderungen an den Luftschallschutz. Es wird in Wohnungstrennwände, Treppenraumwände und Gebäudetrennwände unterschieden. Die Min-

destanforderungen für die einzelnen Trennwandarten sind in der DIN 4109 festgelegt. Steife Anschlüsse können als Schallbrücken wirken. Hierbei ergibt sich häufig Abstimmungsbedarf zwischen statisch erforderlichen Kopplungen und schalltechnisch ungünstigen Übertragungsstellen. Verbesserungsoptionen der SchallLängsdämm-Maße

Folgende Maßnahmen wirken sich günstig auf die Schall-Längsdämmung aus : • Ein Schott aus Mineralwolle oder einem anderen geeigneten Material im Lufthohlraum (z.B. in der Geschossdecke) des flankierenden Bauteils verbessert den Wert um etwa 3 bis 4 dB (Bild 1). • Die doppelte Beplankung der Unterdecke bringt eine Verbesserung um etwa 3 dB, wenn sie an einer Lattung befestigt wird (Bild 1), federnd abgehängt ergeben sich Verbesserungen von bis zu 5 dB (Bild 1). • Doppelte Wandbeplankungen können die Schall-Längsdämmung um bis zu 4 dB verbessern (Bild 2). • Die Trennung von Beplankungen (z.B. durch einen Trennschnitt) bringt eine Verbesserung von ca. 4 dB, auch wenn die Beplankungen auf dem gleichen Rahmen befestigt sind (Bild 3). • Schalltechnisch verhalten sich Estriche, die unter leichten Trennwänden durchlaufen, ausgesprochen problematisch. Der schwimmende Estrich sollte durch die Trennwand (auf der Rohdecke befestigt) unterbrochen werden (Bild 4). Fließend eingebrachte Estriche sind günstiger als Trockenestriche zu bewerten. Nachweisverfahren für den Schallschutz Grundsätzlich sind fünf, davon vier genormte Nachweiswege möglich. Ihre Vor- und Nachteile sind den nachfolgenden Kurzdarstellungen zu entnehmen. Baustellenmessung

Hinsichtlich des tatsächlichen Schalldämm-Maßes das sicherste (genormte) Verfahren. Allerdings ist mit diesem Verfahren weder eine Vorbemessung möglich noch ein Ergebnis planbar. Das Verfah-

ren ist zeit- und kostenaufwendig und Nachbesserungen sind nur noch begrenzt möglich. Labormessungen

Spezielle, für den Holzbau taugliche Prüfstände sind nur in geringem Umfang (kurzfristig) verfügbar. Wenige Hersteller von Gips- oder Holzwerkstoffplatten führen Messungen in eigenen Prüfständen durch. Vereinfachtes Verfahren

Der vereinfachte Nachweis nach DIN 4109 wird über einen Zuschlag, der 5 dB über dem geforderten resultierenden Schalldämm-Maß liegt, geführt. Der Zuschlag gilt für das trennende und die flankierenden Bauteile: Trennwand: RwR ≥ erf. R‘w + 5 dB Flankierende Bauteile: RL,w,R,i ≥ erf. R‘w + 5 dB Das Verfahren setzt die SchallLängsdämm-Maße als bekannt voraus; diese sind üblicherweise nicht oder nur begrenzt vorhanden. Außerdem ist die Zuverlässigkeit dieses Verfahrens nicht besonders hoch, da das »Vorhaltemaß« von 5 dB in vielen Fällen nicht genügt. Rechnerischer Nachweis

Die zuverlässigste Methode im Rahmen der Planung ist der rechnerische Nachweis des resultierenden Luftschalldämm-Maßes R‘w,R nach DIN 4109 Beiblatt 1, Gl. (7). Der Berechnung werden die Laborwerte des trennenden Bauteils und der flankierenden Bauteile zugrunde gelegt. Diese Laborwerte müssen allerdings auch hier durch eine einmalige, verlässliche Prüfstandsmessung ermittelt werden. Nachweis über Prüfzeugnisse

Der fünfte, nicht genormte Weg, besteht in der Bereitstellung gemessener Laborwerte durch die Hersteller, die in Form von einem allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnis vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) freigegeben werden können. Mit dieser Möglichkeit können den Planern und Ausführenden die erforderlichen Messwerte von zeitgemäßen Konstruktionen verhältnismäßig kurzfristig zur Verfügung gestellt werden.

Brandschutz

Planungsgrundlagen

Brandschutz

Gerhard Wagner, Helmut Zeitter Brände in Gebäuden und ihre Auswirkungen auf die Umwelt gefährden das Leben und die Gesundheit von Menschen. Um die Entstehung und die Ausbreitung von Bränden zu vermeiden gibt es Brandschutzanforderungen, die in den Landesbauordnungen enthalten sind und weitgehend in allen Bundesländern übereinstimmen. Danach müssen bauliche Anlagen so beschaffen sein, dass • die Entstehung eines Brandes verhindert, • der Ausbreitung von Feuer und Rauch vorgebeugt, • die Rettung von Menschen und Tieren gewährleistet, • wirksame Löscharbeiten bei einem Brand ermöglicht werden. Ausschließlich zum Brandschutz schreiben die Landesbauordnungen detaillierte Regelungen vor. Für den Wärme-/Feuchteschutz, sowie den Schall- oder Holzschutz finden sich die Anforderungen in den bauaufsichtlich »Eingeführten Technischen Baubestimmungen« (ETB). Baustoffklassen

Um die Schutzziele zu erreichen werden neben den planerischen Kriterien des vorbeugenden Brandschutzes vorrangig konstruktive Anforderungen an die Brennbarkeit der Baustoffe und an den Feuerwiderstand der Bauteile gestellt. Die Landesbauordnungen (basierend auf der Musterbauordnung MBO) greifen dabei weitgehend auf das Klassifizierungssystem der DIN 4102 (Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen) zurück. Darüber hinaus definiert die neueste Musterbauordnung eine Bauteilklasse »hochfeuerhemmend«, die die Temperatur im tragenden Bauteil für eine erforderliche Zeit begrenzt (Kapselkriterium). In dieser Klasse ist die Verwendung von Holz und Holzwerkstoffen als tragender Bestandteil zulässig (F 60-BA).

Die Brennbarkeit ist eine Baustoffeigenschaft. Vollholz und die meisten Holzwerkstoffe werden in die Baustoffklasse B 2, normalentflammbar, eingestuft. Baustoffklassen spielen eine wesentliche Rolle in der Brandentstehungsphase. Daher dürfen leichtentflammbare Baustoffe (Baustoffklasse B 3) nicht verwendet werden. Nichtbrennbare Baustoffe in den Oberflächen verlangsamen die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Feuers. Daher müssen Wand- und Deckenbekleidungen in Rettungswegen nichtbrennbar sein. Feuerwiderstandsfähigkeit

Die Nichtbrennbarkeit oder Brennbarkeit von Baustoffen lässt nicht auf die Feuerwiderstandsfähigkeit der Bauteile schließen, für die sie verwendet werden. Bauteile sind Konstruktionen, die bestimmte Funktionen innerhalb eines Bauwerks erfüllen müssen. Sie können aus mehreren Baustoffen bestehen. Gerade im Holzhausbau sind mehrschichtige Bauteile üblich. Der Feuerwiderstand ist eine Bauteileigenschaft. Er be-zeichnet die Zahl der Minuten, die das Bauteil unter Vollbrand mindestens funktionsfähig bleibt (z.B. F 30 = Feuerwiderstand 30 Minuten). Mit der Funktion ist sowohl die Tragfähigkeit als auch die raumtrennende Funktion gegen Rauch und Temperaturausbreitung verbunden. Bauteile in diesem Sinn sind z.B. Stützen, Träger, Außen- und Innenwände, Decken, Dächer, Türen und Fenster. Entsprechend DIN 4102 wird die Feuerwiderstandsdauer von Bauteilen mit einem Buchstaben für das Bauteil, allgemein z.B. F für tragende Wände, Stützen und Träger, T für Türen, G für Verglasungselemente etc. bezeichnet. Nachfolgend wird die Widerstandsdauer im Normbrandversuch in Minuten angegeben. Die Bezeichnung schließt mit der Angabe der zu verwendenden

Beispiele für Baustoffe und ihre Brennbarkeitsklasse / Euroklassen Baustoff

Baustoffklasse nach DIN 4102-1

Euroklasse

nichtbrennbarer Baustoff (z.B. Stahlgitterträger)

A1

A1

nichtbrennbarer Baustoff mit brennbaren Bestandteilen (z.B. Gipsfaserplatte als Innenbeplankung in der Holzbauweise)

A2

A2

schwerentflammbarer Baustoff (z.B. Eichenparkett auf Estrich)

B1

B

geringer Beitrag zum Brand

C

normalentflammbarer Baustoff (z.B. Unterzug aus Brettschichtholz)

B2

D

hinnehmbares Brandverhalten

E

leichtentflammbarer Baustoff (z.B. unbehandelte Kokosfasermatte)

B31)

F

1) im Bauwesen nicht zugelassen

Bemessung der Feuerwiderstandsklassen nach DIN 4102 Teil 2 Feuerwiderstandsklasse

Baustoffklasse nach DIN 4102 Teil 1 der in den geprüften Bauteilen verwendeten Baustoffe

Kurzbezeichnung1)

bauaufsichtliche Benennung1)

wesentliche Teile1)

übrige Bestandteile die nicht unter den Begriff der Spalte 2 fallen

B

B

F30-B

fh = feuerhemmend

A

B

F30-AB

fh und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen

A

A

F30-A

fh und aus nichtbrennbaren Baustoffen

F60

B

B

F60-B

–

F90

B

B

F90-B

–

A

B

F90-AB

fb = feuerbeständig

A

A

F90-A

fb und aus nichtbrennbaren Baustoffen

F30

1) Erläuterungen hierzu siehe DIN 4102 Teil 2

71

Brandschutz

Planungsgrundlagen

Baustoffklasse A, B oder einer Kombination von beiden. Leider verwenden nicht alle Landesbauordnungen die Bezeichnungen aus der Musterbauordnung. Es finden sich dort meist die Begriffe »feuerhemmend« und »feuerbeständig«. Im Ein- und Zweifamilienhausbau werden an die tragenden Bauteile üblicherweise keine Anforderungen, maximal die Anforderung feuerhemmend, z.B. F 30-B gestellt. In diesem Fall wird eine Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten gefordert, wobei die Tragkonstruktion aus brennbaren Materialien, z.B. Holz, bestehen darf. Notwendige Gebäudetrenn- oder Abschlusswände, wie sie bei Doppel- oder Reihenhäusern gefordert werden können, sind mit einem höheren Feuerwiderstand auszuführen. Dies ist ebenfalls in Holzbauweise möglich. Brandschutzkonzepte

Die Musterbauordnungen und die Landesbauordnungen geben für Gebäude ein Brandschutzkonzept vor, in dem für tragende Bauteile, Decken, Dächer, Wände etc., präzise Anforderungen an die in den Oberflächen zu verwendenden Baustoffe und die Feuerwiderstände der Bauteile gestellt werden. Die überwiegende Mehrheit der Wohngebäude und Verwaltungsbauten kann mit den Vorschriften der Landesbauordnungen in brandschutztechnischer Hinsicht umfassend geplant und gebaut werden. Soll von den Regelungen abgewi-

chen werden, ergibt sich aus der Komplexität der Zusammenhänge sehr schnell die Notwendigkeit einer Abstimmung mit der Feuerwehr. Liegen besondere bauliche bzw. nutzerspezifische Randbedingungen vor, werden bei einer Anwendung des Standard-Brandschutzes gemäß den Vorgaben der Landesbauordnung ggf. die eigentlichen Schutzziele des Brandschutzes verfehlt. Ein vorbeugender Brandschutz kann in diesem Fall auf andere Weise erreicht werden. Dies gilt in besonderem Maße für Gebäude mit besonderer Nutzung wie z.B. Versammlungsräume, Gaststätten oder öffentliche Gebäude wie Schulen, Kindergärten, etc. Mit einem Brandschutzkonzept, das die Schutzziele der Landesbauordnung sicherstellt, sind abweichende Regelungen grundsätzlich möglich. Bestandteil eines solchen Konzepts ist nicht allein die Feuerwiderstandsdauer eines Bauteils, sondern das projektbezogene Gesamtsystem der Brandschutzmaßnahmen. Dazu gehören u.a.: • die Verwendung von (netzunabhängigen) Brand- und Rauchmeldern • Mindestabstandsflächen der Gebäude untereinander • Rettungs- und Fluchtwegekonzepte (z.B. selbstschließende Türen, nicht brennbare Oberflächen) • Zuwegung und Anleiterbarkeit durch die Feuerwehren • Einsatz von Sprinkleranlagen

Kriterien des Brandschutzes

• Aufschaltung von Brandmeldeanlagen auf die Meldezentrale der Feuerwehr Für Einfamilienhäuser sind Brandschutzkonzepte in der Regel nicht erforderlich, da die geltenden Anforderungen durch die Bauweise selbst meist erfüllt sind. Gebäudeklassen

Es wird grundsätzlich zwischen Gebäuden normaler Art und Nutzung (wie Wohn- und Bürogebäude) und so genannten Gebäuden besonderer Art und Nutzung unterschieden. Für die Gebäude besonderer Art und Nutzung gibt es zusätzliche Richtlinien oder Verordnungen, die ergänzend zur Bauordnung gelten: • Verordnung über den Bau und Betrieb von Gaststätten • Verordnung über den Bau und Betrieb von Krankenhäusern • bauaufsichtliche Musterrichtlinie für Schulen • Verordnung über den Bau und Betrieb von Verkaufsstätten • Verordnung für Versammlungsstätten, etc. Beim mehrgeschossigen Wohnungsbau und bei der Errichtung von Bürogebäuden wird grundsätzlich unterschieden zwischen so genannten Gebäuden geringer Höhe und höheren Gebäuden. Gebäude geringer Höhe sind dadurch definiert, dass der Fußboden des obersten Geschosses, das für den ständigen Aufenthalt von Personen geeignet ist, nicht mehr als 7 m über der Geländeoberfläche liegt. Dies

Ausführungshinweise

Ein wichtiges Planungs-, Bau- und Kontrollkriterium ist die Gewährleistung der vorgesehenen Brandabschottungen. Die Holzrahmenbauweise zum Beispiel enthält sys-

Entwicklung eines Brandschutzkonzeptes Die ganzheitliche Betrachtung

Brandschutz

vorbeugender Brandschutz

baulich

entspricht einer Brüstungshöhe der Fenster als Rettungsweg von 8 m. Diese Regelung wurde im Hinblick auf die Verfügbarkeit der Rettungsleitern festgelegt. Die in Deutschland bei allen Feuerwehren vorhandenen Steckleitern, mit denen im Regelfall der sogenannte zweite Rettungsweg sichergestellt wird, haben eine Länge von ca. 8,30 m, so dass Brüstungshöhen über 8 m nicht mehr ohne weiteres erreicht werden können. In Gebäuden geringer Höhe werden im Regelfall nur feuerhemmende (F30-B Konstruktionen) gefordert. Es können damit bis zu dreigeschossige Wohn- und Bürogebäude in vielen Bundesländern ohne besondere Maßnahmen ge-baut werden. Ausnahmen bestehen lediglich in einigen Bundesländern, z.B. Hamburg und Rheinland-Pfalz sowie in Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg und Berlin bei mehr als zwei Wohneinheiten. Gebäude, die über die genannten 7 m Höhe des obersten Geschossfußbodens hinausgehen, sind derzeit nur mit besonderen Brandschutzkonzepten und einer Zustimmung der Branddirektion/ Bauaufsicht im Einzelfall möglich. Bei Hinzuziehung eines Brandschutzplaners sind jedoch individuelle, wirtschaftliche Lösungen möglich.

anlagentechnisch

abwehrender Brandschutz

betrieblich organisatorisch

Feuerwehr

Nutzungsspezifische Brandrisiken

Brandgefahren

Schutzziele

Brandauswirkungen

Allgemeine Schutzziele

Brandschutzmaßnahmen

festgelegte Schutzziele müssen erreicht werden Allgemeine Erstellen und Betreiben muss wirtschaftlich sein

72

Besondere

Brandschutzkonzept

Besondere Schutzziele

Brandschutz

Planungsgrundlagen

tembedingt Hohlräume, in denen sich ein Brand unbemerkt ausbreiten kann, wenn nicht folgende Bedingungen erfüllt sind: • Möglichst alle Hohlräume voll ausdämmen. Das nutzt nebenbei dem Schall- und Wärmeschutz. • Alle Hohlräume in den Bauteilen sind zu kapseln, d.h. sie müssen rundum geschlossen sein, um so an allen Seiten einen Brandwiderstand zu bieten. • Schächte und Leitungskanäle sind besonders sorgfältig zu planen und abzuschotten. • Fassaden und hölzerne Fenster-/ Schiebeläden sollten unter dem Aspekt der Brandweiterleitung untersucht werden. Zusammenfassend kann zum Brandschutz gesagt werden: • Der Einsatz von Holzbauweisen bei Gebäuden normaler Art und Nutzung bis zu drei Geschossen ist im Regelfall möglich, in einigen Bundesländern bestehen Einschränkungen bezüglich der Anzahl der zugelassenen Wohneinheiten. • Bei Gebäuden besonderer Art und Nutzung sind normalerweise eingeschossige bzw. zweigeschossige Gebäude möglich. Bei darüber hinausgehenden Gebäudehöhen sind immer individuelle Brandschutzkonzepte unter Hinzuziehung von Brandschutzplanern erforderlich. • Bei Vorlage von Brandschutzkonzepten, die die grundsätzlichen Schutzziele sicherstellen, sind im

T (x) in °C

Brandschutz von den Landesbauordnungen abweichende Regelungen möglich. • Im Rahmen von Forschungsvorhaben und der Weiterentwicklung der Landesbauordnungen wird derzeit versucht, unter Berücksichtigung von BA-Bauteilen, eine Erweiterung des Anwendungsbereichs für Holzbauten im mehrgeschossigen Bauen zu erreichen. Es ist zu erwarten, dass innerhalb der nächsten Jahre das Errichten von Holzbauten, deren Fußboden im obersten Geschoss bis zu 14 m über Gelände liegt, möglich sein wird. Bei diesen Gebäuden ist dann aber grundsätzlich ein Brandschutzkonzept erforderlich. • Bei Fassadengestaltungen mit Holzbekleidungen sind in Abhängigkeit vom Standort die Grenzabstände (3 m oder 5 m) zu beachten. • Generell sollten Rettungswege in Gebäuden, insbesondere notwendige Flure und notwendige Treppenräume nur mit nichtbrennbaren Materialien in Wand und Decke ausgestattet werden. Schwerentflammbare Bodenbeläge sind möglich. • Neben den reinen Brandschutzanforderungen sollten auch Rauchschutzkonzepte beachtet werden, insbesondere dann, wenn kontrollierte Lüftungen eingesetzt werden. • Eine Ausstattung mit einfachen Brand- und Rauchmeldern ist überwiegend nicht vorgeschrieben, führt jedoch zu einer deutli-

chen Risikoverminderung und kann als freiwillige Leistung eingesetzt werden. Holz als Baustoff im Brandfall

Unbestritten ist Holz ein brennbarer Baustoff, in dem Brände reichlich Nahrung finden. Der Anwendung von Holz sind daher aus Brandschutzgründen technische und wirtschaftliche Grenzen gesetzt. Viele Schadensfälle unter Beteiligung des Baustoffs Holz zeigen, dass meist die falsche Anwendung und eine ungünstige Kombination mit anderen Baustoffen der Grund für eine schnelle Brandausbreitung und somit für größere Sachschäden ist. Holzhäuser brennen statistisch nicht häufiger als Massivhäuser, da die Brandursachen fast immer unabhängig von der Bauweise sind. Zunächst ist es vor allem die Brandlast (brennbares Mobiliar, Einbauten, Akten etc.), die die Geschwindigkeit der Brandausbreitung bestimmt. Der weitere Brandverlauf wird aber wesentlich vom Vorhandensein effizienter, langfristig funktionierender Brandabschottungen bestimmt. Diese müssen in der Lage sein – selbständig oder mit Unterstützung der Feuerwehr – einen Brand innerhalb des Gebäudes auf einen bestimmten Bereich zu begrenzen und so die Brandausbreitung zu verhindern. Im modernen Holzhausbau werden durch die richtige Kombination der Bauteilschichten sowohl

die Anforderungen an die Baustoffe (brennbar/nicht brennbar) als auch an den Feuerwiderstand der Bauteile erfüllt. Die tragenden Wandelemente erfüllen aufgrund ihrer beidseitigen Beplankung mit Gips- oder Holzwerkstoffplatten und der Hohlraumfüllung aus Dämmstoff meist ohne besondere Maßnahmen bereits die übliche Brandschutzanforderung F 30-B. Mit zusätzlichen Beplankungen aus Gipskartonfeuerschutz- oder Gipsfaserplatten lassen sich problemlos ausreichende Feuerwiderstände für Wohnungs- und Gebäudetrennwänden von Einund Zweifamilienhäusern und sogar von mehrgeschossigen Holzbauten erreichen. Wo Holzbauteile sichtbar eingesetzt werden und zugleich tragende Funktion erfüllen sollen, genügt häufig die Wahl größerer Querschnitte zur Erreichung der Brandschutzanforderungen. Obwohl Holz brennt, weist es im Brandfall als Bauteil ein günstiges Verhalten auf, da die entstehende Holzkohle eine natürliche Dämmschicht bildet und das ungeschädigte Holz vor weiterer Aufheizung und damit vor Festigkeitsverlust schützt. Hier liegt ein großer Vorteil von Holztragwerken gegenüber Stahlkonstruktionen gerade im weitgespannten Hallenbau, wobei alle Verbindungsmittel aus Stahl mit einer entsprechend starken Holzabdeckung oder einer Betonummantelung vor Erhitzung geschützt werden müssen.

mm

Abbrandgeschwindigkeiten v in mm/min [vDIN 4102 Teil 4 (03/94) = vENV 1995-1-2]

200

Holzart 1)

Abbrandgeschwindigkeit 1) v in mm/min

150

Randbedingungen

v oben = v seitlich = v unten

h (t f )

h

BSH

Nadelholz einschließlich Buche

0,7

Vollholz

0,8

v tf v tf

b (t f )

v tf

b x

Temperaturverlauf für 4-seitig brandbeanspruchte Holzquerschnitte Quellen: www.infoholz.de, Holzabsatzfonds, Anstalt des öffentlichen Rechts, Bonn Informationsdienst Holz, Feuerhemmende Holzbauteile (F 30-B), 07/2001

Vollholz

Laubholz mit ρ > 600 kg/m3 außer Buche

0,56 = 0,7 ≈ 0,8 1)

Abbrandtiefe bzw. Plattendicke

Allgemein

v Balken = v Stützen = v Zugglieder

50 20

v = 1,1 mm/min

25

v tf

100

Abbrandgeschwindigkeit v 30

20 15 10 5

v = 0,6 mm/min

0 1) Von DIN zu ENV 1995-1-2 gibt es u.a. folgende Unterschiede: a) Nadelholz nach ENV bedeutet ρ ≥ 290 kg/m bei einer Mindestabmessung von 35 mm (in DIN nicht festgelegt) * 3

0

10

20

30

40

min

Branddauer nach DIN 4102

b) Die Grenze bei Laubholz liegt in ENV bei ρ > 450 kg/m3 (in DIN bei ρ > 600 kg/m3) c) v-Laubholz (Vollholz oder BSH ENV) = 0,5 mm/min statt 0,56 mm/min bei DIN * ρ bedeutet den für die Holzart charakteristischen Wert (5% Fraktile der Rohdichte).

Abbrandtiefe bzw. Plattendicke von Holzwerkstoffplatten mit ρ > 600 kg/m3 (Spanplatten, Holzfaserplatten, Sperrholzplatten)

73

Vorfertigung und Montage

Planungsgrundlagen

Vorfertigung und Montage

Wolfgang Winter Vorgefertigte Elemente im Holzbau haben im Vergleich zur traditionellen Art des Bauens viele Vorteile. Die traditionelle Art einen Bau zu planen und zu realisieren ist teuer, langsam und kompliziert. Rund ein Viertel des Materialaufwandes im Hochbau fällt zur Erstellung eines Gebäudes in Form von Abfällen an. Der Elementbau ermöglicht ein rationelles und ressourcenschonendes Bauen mit hoher Qualität bei gleichzeitig vereinfachter Abfallsammlung und Verwertung. Vorteile der Vorfertigung

• hohe Qualität der Arbeiten, da diese unter guten Bedingungen erfolgen • Kostenoptimierung • weniger Abfall, da Anpassarbeiten weitgehend entfallen • entstehender Abfall im Vorfertigungswerk kann wiederverwendet werden • Reduktion der Montagekosten vor Ort • keine Baufeuchtigkeit bei der Montage

• Mechanisierung: Der verstärkte Einsatz von Maschinen erbringt eine enorme Produktivitätssteigerung: Ein Nachteil sind die höheren Fixkosten (Vorhaltung der Maschinen) bei schlechter Baukonjunktur.

Transport

Architekten, Unternehmer

Die Möglichkeiten und Kosten des Transports sind ein wichtiges Kri-

Mit zunehmender Vorfertigung verlagert sich der Schnittpunkt zwischen Planungs- und Ausführungsphase nach vorne. Die Systemhersteller treten teilweise als Generalübernehmer auf und bieten, ausgehend z.B. von einem vorliegenden Bauantrag, eine schlüsselfertige Komplettleistung einschließlich Ausführungsplanung zum Festpreis an. Um hier als Architekt beratend tätig zu sein, muss man die spezifischen Anforderungen und Charakteristiken der Systeme kennen und bewerten können, d.h. es ist firmenübergreifendes generalistisches Wissen gefragt und eine frühe Zusammenarbeit mit den Spezialisten.

Nur so können z.B. die Forderungen nach ökologischen, energieeffizienten Bauten und kostengünstigem Bau und Betrieb erfüllt werden.

Vergleich verschiedener Transportmöglichkeiten Transportmittel

Transportmaße

Straße

max. Abmessungen für Fahrzeug mit Transportgut

ohne Genehmigung

• Wiederholung: Die Wiederholung von Elementen setzt ihre Verwendbarkeit für Bauten in unterschiedlicher Größe, Zweckbestimmung und Lage voraus. Eine Serienfertigung ist möglich, wenn Elemente eine bestimmte Form haben (Typisierung). Die Aufteilung eines Gebäudes wird als Elementierung bezeichnet. • Arbeitsteilung: Der Bauvorgang wird in überschaubare Einzeltätigkeiten zerlegt. Im Vergleich zum Handwerk ist hierbei eine straffe Betriebsorganisation erforderlich. • Ablauforganisation: Eine exakte Organisation der Planungs-, Fertigungs- und Montageabläufe erbringt hohe Produktivität auf Kosten von Flexibilität. • Spezialisierung: Die arbeitsteilige Organisation erfordert Spezialisten.

74

Die Planung von Gebäuden in vorgefertigter Holzbauweise verlangt eine enge Zusammenarbeit von Architekten, Ingenieuren und ausführenden Holzbauunternehmen. Die Planungszeit erhöht sich, die Montagezeit reduziert sich. Aufgrund der Kostenoptimierung richten sich Zimmereien zunehmend darauf ein, immer größere Elemente bis hin zu ganzen Raummodulen vorzufertigen. Alternativ kommen industriell gefertigte Halbfabrikate, zum Beispiel kleinformatige, handliche Module zur Anwendung. Teamorientiertes Planen ist die Voraussetzung für die Umsetzung dieses Bauprozesses, die das Planen im Holzbau verändert. Dabei ist die koordinierte Summe der Einzelleistungen nicht mehr wichtig, sondern eine integrierte Gesamtleistung völlig unterschiedlicher Fachrichtungen.

Beschreibung

Länge Breite Höhe Gewicht 12 m 2,55 m 4,00 m 40 t Ladevolumen: bis 2,50 m ≈ 2,60 m 18,25 m ≈ 12,00 m

mit Genehmigung

25 m

Sondertransporte

Abmessungen über 3,50 m oder Höhe 4,20 m

Genehmigung für gewählte Strecke u. Begleitvorschriften

3,5 m

4,2 m

60 t

Unterscheidung nach der Normierung (Iso-Norm, EuroNorm), nach Längenmaß (in Fuß) und Bauart. z. B.: Isoboxcontainer 40/8 Fuß 12,129 m ≈ 2,438 m ≈ 2,438 m Euroboxcontainer 254 6,058 m ≈ 2,5 m ≈ 2,6 m

Ladegefäße bis Ladevolumen 70 m3 Umschlag durch Kräne oder Stapler

Kostenkalkulation

abhängig von Genehmigungserfordernis und Begleitvorschriften

bis Breite 3 m kein Begleitfahrzeug

Schiene Großcontainer

Planung Wege der Rationalisierung

terium bei der Planung von vorgefertigten Elementen. Der Zeit- und Kostenaufwand bei Montagearbeiten ist u.a. abhängig von den Bauteilgewichten und -abmessungen. Die Entscheidungen über Transportwege und die Wahl des Transportmittels müssen deswegen schon im Vorfeld getroffen werden.

Wechselaufbauten LKW-Aufbauten ohne Fahrgestell

Transport auf Flachwägen

Sattelanhänger (ohne Zugmaschine)

Transport auf Taschenwägen, Umschlag in Terminals oder durch Kräne

direkter Transport von Fahrzeugen

Transport auf Niederflurwagen, Umschlag auf Terminals oder mobilen Rampen

Für sehr große Entfernungen ist der Transport auf Schienen wirtschaftlicher. Der letzte Transportabschnitt zur Baustelle muss jedoch fast immer im Straßentransport mittels LKW durchgeführt werden

Schiff Umschlag mit Containern (siehe oben)

Der Container kann direkt im Werk verladen werden oder wird mit LKW oder Bahn zum Hafen gebracht.

Die Kosten schwanken je nach Route und Auslastung der Reedereien, weiter maßgebend sind Distanz, Dauer sowie Treibstoffkosten

bis zu 900 kg, bis zu 1.500 kg und bis zu 2.500 kg

Helikopter kommen vor allem bei schwierigen örtlichen Gegebenheiten, bei sperrigem Transportgut und bei geforderter kurzer Transportdauer zum Einsatz

Ausschlaggebend sind Helikoptertyp, die Rotationszeit (reine Flugzeit) sowie die zu bewältigenden Höhenunterschiede

Helikopter Einteilung nach Nutzlasten

Vorfertigung und Montage

Planungsgrundlagen

Vorfertigung und Elementierung im mehrgeschossigen Holzskelettbau

Fertigungsanlage für großformatige Wandbauteile: Einlegetisch

Im Holzskelettbau werden Tragstruktur und Wandelemente unabhängig vorgefertigt. Die Schnittstelle ist die statische Verbindung und die Fugenausbildung, die den bauphysikalischen Ansprüchen entsprechen muss. Maße und Bauteilfugen

Aufstelltisch

Maßabweichungen der Elemente, mit denen man aufgrund von Fertigungstoleranzen rechnen muss, sind einzuplanen. Maßtoleranzen sollen die Ungenauigkeiten in der Konstruktion ausgleichen und den einfachen Einbau der Elemente während des Montagevorgangs gewährleisten. Die Beachtung dieser Maßtoleranzen ist immer dann besonders wichtig, wenn in einem Bauwerk unterschiedliche Fertigungsverfahren (Betonbau, Stahlbau, Holzbau) aufeinandertreffen. Bei der Fertigung durch nur einen Hersteller können möglicherweise geringere Toleranzen festgelegt werden. Elementverbindungen

Lagerung

Transport von Wandelementen

Montage von Wandelementen

Die erforderlichen Fugen zwischen der Tragstruktur und den Ausbauelementen können auf verschiedene Weise angeordnet werden: • Stumpf gestoßene Fuge oder offene Fuge: Sie erfordert eine hohe winkelgerechte Genauigkeit, weil eine fehlende Parallelität der Kanten in der Ansicht stört (»klaffende Fuge«). • Einfach verdeckte Fuge (Falz): Der Schattenwurf des Materialstoßes tritt grafisch nicht in Erscheinung. Ungenauigkeiten im Anschluss der einzelnen Bauteile sind deshalb relativ unproblematisch. • Doppelt verdeckte Fugen: Sie werden bei mehrschichtigen Aufbauten eingesetzt. Die Fugenbreiten betragen im Holzbau je nach Elementbreite zwischen 5 mm und 20 mm. Montage

Montage von Deckenelementen

Die Lieferung der Elemente erfolgt gemäß Montagezeitplan, damit die ersparte Zeit durch die Vorfertigung nicht durch Koordinationsprobleme verloren geht. Anhängepunkte an den Elementen und Abspannungen bis zur Montage der Aussteifungskonstruktion müssen vorgesehen werden.

Montageabläufe bei Geschossbauten aus Scheiben, Platten, Fachwerk- und Skelettkonstruktionen

feldweise Einzelmontage • vorgefertigte Stützen und Träger, Wind- und Aussteifungsverbände, Decken- und Wandelemente + flexibel bei komplizierten Tragstrukturen, geringes Transportvolumen, geringer Platzbedarf auf der Baustelle - hoher Aufwand für das provisorische Abstützen, größerer Zeit- und Personalaufwand

geschossweise Einzelmontage • vorgefertigte Fachwerk- oder Skelettelemente mit Wind und Aussteifungsverbänden • vorgefertigte Decken- und Wandelemente + höherer Vorfertigungsgrad, Zeitersparnis durch Vormontage vor allem bei aufwendigen, aber regelmäßigen Verbindungen - größeres Transportvolumen, mittlerer Platzbedarf auf der Baustelle (Lagerung, Handling), Montagelastfälle sind zu beachten!

feldweise mehrgeschossige Einzelmontage • vorgefertigte Fachwerk- oder Skelettelemente mit Wind und Aussteifungsverbänden • vorgefertigte Platten und Scheiben + höherer Vorfertigungsgrad, Zeitersparnis durch Vormontage vor allem bei aufwendigen, aber regelmäßigen Verbindungen. - großes Transportvolumen, großer Platzbedarf auf der Baustelle (Lagerung, Handling), Montagelastfälle sind zu beachten!

mehrgeschossige Gesamtmontage • vorgefertigte Fachwerkelemente mit Wind und Aussteifungsverbänden • vorgefertigte Geschosstafelelemente • vorgefertigte Massivholzelemente + schnelle Montage - Binder müssen auf der Baustelle montiert werden, da sie nicht vormontiert transportiert werden können. Das erfordert eine ausreichend große ebene Fläche und schweres Hebezeug ist erforderlich

75

Einleitung

Tragwerk-Planung

Teil 4

Tragwerk-Planung

Julius Natterer Der Wald als Erholungsraum hat eine erhebliche Bedeutung, ebenso seine Leistungen für die Umwelt. Zur Erhaltung und Pflege der Wälder ist eine zielgerichtete Forstwirtschaft und eine leistungsfähige Holzverwertung notwendig. Die wertschöpfende Verwendung des Holzes, z.B. als Baustoff für Konstruktionen, kann zum Teil die hohen Unterhaltskosten der Wälder auffangen. Holz als tragender Baustoff bietet vielfältige Konstruktionsmöglichkeiten. Die Anforderungen heutiger Bauaufgaben können mit modernen Ingenieurkonstruktionen erfüllt werden. Ohne neue technologische Entwicklungen ist dies jedoch nicht möglich, wobei diese mit wissenschaftlichen und theoretischen Modellen zu untermauern sind. Mehr Anstrengungen in Forschung und Lehre sind dafür die Grundvoraussetzungen. Qualitätssicherung

Architekt, Tragwerk-Ingenieur und weitere beteiligte Fachingenieure übernehmen als unabhängige Planer neben der reinen Planungsleistung die wichtige Aufgabe der Qualitätssicherung für das Gesamtprojekt. Dabei stehen sie vor allem in der Verantwortung gegenüber dem Auftraggeber. Sie sind Treuhänder des Bauherrn und haben eine wirtschaftliche und mängelfreie Herstellung des Bauwerks durch die beauftragten Unternehmer zu gewährleisten. Aufgrund ihres Fachwissens sind die Planer aber auch der Öffentlichkeit und der Umwelt verpflichtet. Sie haben dafür Sorge zu tragen, dass der Einsatz aller erforderlichen Ressourcen in einem vernünftigen Verhältnis zu dem zu erreichenden Nutzen steht, dass von dem Bauwerk weder eine Gefährdung von Menschen noch eine Beeinträchtigung der Umwelt ausgeht und es auch ästhetischen Ansprüchen genügt. Ziel der Tragwerk-Planung

Konstruktionen aus Holz sind komplexe Gebilde, die in ihrer Gesamtheit an der Lastabtragung beteiligt sind. Ihr Einsatzgebiet ist vielseitig z.B. für Häuser, Dächer, Hallen, Brücken, Türme, selbst Maschinen und Verkehrsmittel wie Boote, Flugzeuge usw. Die folgenden Kapitel sollen jedoch begrenzt auf die Ent-

76

wurfsmethodik von Dächern-, Hallen-, Brückenund Geschossbauten sein, bei denen das Abtragen von Nutzlasten, Verkehrslasten, Schneelasten, Windlasten usw. für die Standsicherheit von Bedeutung ist. Qualitätskriterien einer Holzkonstruktion

Für die Qualität einer Holzkonstruktion sind die Wahl der Materialien, der Verbindungsmitteltechnik sowie die Konzeption der Tragsysteme, der Tragsystemformen und der Detailausbildung von besonderer Bedeutung. Dies bedingt eine frühe Zusammenarbeit von Architekt und Ingenieur. Sie ist die Grundvoraussetzung für ein wirtschaftliches Bauen mit Holz, wobei der Materialaufwand in Relation zur architektonischen Zielsetzung, zu den funktionellen und konstruktiven Anforderungen einerseits und zu den Baukosten andererseits steht. Die Wirtschaftlichkeit der Konstruktion kann definiert sein mit: Wirtschaftlichkeit =

Anforderung Kosten

Für den Architekten wird in der materialisierten Formvorstellung für ein Bauwerk das wesentlichste Qualitätskriterium liegen, wobei eine sichtbar gelassene Holzkonstruktion ein wichtiges Gestaltungsmittel werden kann. Für den Ingenieur bestehen Holzkonstruktionen aus einer Vielfalt von statischen Tragsystemen, die in Kombination mit der Formgebung, der Materialart, der Wahl der Verbindungsmittel und der Fertigungstechnik zu unzählig vielen Varianten führen. Die Holzkonstruktion sollte dabei alle mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit auftretenden Lasten in einem räumlich wirkenden Gesamttragwerk abtragen. Damit können Streuungen in den Materialkennwerten und in den Lastannahmen mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeglichen und die Zuverlässigkeit sowie Gebrauchsfähigkeit auf lange Zeit gewährleistet werden. Ein wesentliches Qualitätskriterium des Tragwerksentwurfes ist für den Ingenieur die Ablesbarkeit des Kräfteverlaufs bzw. die Ablesbarkeit der Lastübertragung. Wichtig für die Beurteilung eines Holztragwerkes ist der Materialaufwand für die gewählte Konstruktion.

Der folgende Beitrag hat teilweise technische Sachverhalte zum Gegenstand, deren Behandlung in enger Beziehung zu eingeführten Normen steht. Da sich diese national stark unterscheiden können, sind die hier zitierten deutschen Normen in anderen Ländern durch gleichwertige zu ersetzen.

Übersicht

Tragwerk-Planung

Tragwerk-Planung im Holzbau Leistungen des Architekten Leistungen des Tragwerk-Ingenieurs

78 78

A

Tragwerk-Planung

1

Grundlagenermittlung

78

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.7.1 2.7.2 2.7.3 2.8.

Projekt- und Entwurfsplanung Formentwicklung von Tragsystemen Strukturentwicklungen von Baukörperformen Lastabtragungsrichtung von Tragsystemen Steifigkeitsmodellierung von Tragsystemen Materialauswahl, Querschnitt-Modellierung Verbindungsmittel und Detail Darstellung Isometrie und Axonometrie CAD Darstellung Konstruktionsmodell Konstruktionsvarianten

79 79 79 80 81 82 83 84 84 84 84 84

3 3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.4. 3.4.1 3.4.2

Genehmigungs- und Projektplanung Ingenieuraufgabe Ingenieurleistungen Grundleistungen für ein Holzbauprojekt Statische Berechnung Statische Nachweise und Bemessungen Zeichnerische Darstellung Vorprojekt- und Entwurfszeichnungen Werkstattpläne und Zeichnungen für die Bauausführung

86 86 86 86 86 87 87 87

4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

Ausarbeitung von Ausschreibungsunterlagen Administratives Allgemeine Bedingungen Objektbezogene Bestimmungen Leistungsverzeichnis Besondere technische Vorschriften Abrechnungsbestimmungen

90 90 90 90 90 90 90

5 5.1 5.2 5.2 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.9.1 5.9.2 5.9.3 5.9.4 5.9.5

Sonderleistungen in der Tragwerk-Planung Brandschutz Schallschutz Wärmeschutz Überprüfen von Ausführungsplänen Pläne für die Bauabwicklung Abwicklungs- und Zeitpläne Bestands- und Dokumentationspläne Konstruktiver Holzschutz Gütesicherung Materialgüte Holzfestigkeit Zerstörungsfreie Prüfmethoden Eurocode 5 Ausführungskontrollen

91 91 91 91 91 91 91 91 91 92 92 92 92 93 93

Restaurierungs- und Sanierungsmethoden Aufnahme der Restfestigkeit Sanierungs- und Verstärkungsmethoden Sanierung von Rissen Sanierung von Schäden an Holzkonstruktionen 6.2.3 Verstärkung bestehender Holzbauteile

94 94 95 95

6 6.1 6.2 6.2.1 6.2.2

88

95 95

B

Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen

1 1.1 1.2

Rundholz Profilquerschnitte aus Rundholz Verbundquerschnitte aus Rundholz

96 96 97

2 2.1 2.2

Schnittholz Profilquerschnitte aus Kantholz Verbundquerschnitte aus Kantholz

98 99 99

3 3.1 3.2 3.3 3.4

Brettschichtholz Querschnittsformen Stützenformen Trägerformen Bauformen

100 101 101 102 103

4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

Holzwerkstoffe und Halbzeuge Stegträger Brettlagenholz Furnierschichtholz Sperrholz Spanplatten

104 104 104 104 105 105

5

Ausblick

105

C

Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

1 1.1 1.2 1.3 1.4.

Kriterien für die Detailentwicklung Verformungsverhalten Kraftübertragung Vom Verbindungsmittel zum Detail Bemessung eines Details

106 106 106 107 107

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Handwerkliche Verbindungsmittel Blattverbindungen Auflager Versätze Kontaktstöße

108 108 108 109 109

3

Ingenieurmäßige Verbindungsmittel und Bauweisen Nägel im Ingenieurholzbau Entwurf und Berechnung einer Nagelverbindung Nagelbrettbauweisen, Beispiele Nagelblechbauweisen, Beispiele Lochbleche und Stahlblechformteile Stabdübel und Paßbolzen Entwurf und Berechnung einer Stabdübelverbindung Stabdübelbauweisen, Beispiele Dübel im Ingenieur-Holzbau Entwurf und Berechnung einer Dübelverbindung Dübelbauweisen, Beispiele Leim im Ingenieur-Holzbau Leimverbindungen Leimbauweisen Holztafelelemente Besondere Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.5

110 110 110 111 112 114 116

3.5.1 Klammerverbindungen 3.5.2 Bau- und Gerüstklammern 3.5.3 Auflagerverstärkung mit eingeleimten Gewindestangen 3.5.4 Spannschlösser 3.6 Sonderverbindungen 3.6.1 Verpreßdübel 3.6.2 Ankerschienen 3.6.3 Spannelemente 3.6.4 Lastdübelsysteme 3.6.5 Gußteile 3.6.6 Elastomere- oder Gleitlager

D

Stablisierung- und Aussteifungselemente

1 1.1 1.2 1.3

Vertikale Tragsysteme Eingespannte Stäbe Abgestützte Stäbe Abgespannte Stäbe

2

Vertikale Tragsysteme rechtwinklig zum Haupttragsystem Stabilisierung und Aussteifung mit Rahmen Stabilisierung und Aussteifung mit Fachwerk Stabilisierung und Aussteifung mit Scheiben Stabilisierung und Aussteifung mit Nebentragsystemen Rahmenpfetten Kopfbänder Fachwerkpfetten Flächenwirksame Systeme

2.1 2.2 2.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 3.2.1.

Horizontal und schrägliegende Tragsysteme Verbände Längsverbände Querverbände Kragverbände geknickte Systeme Dach- und Deckenscheiben Dach- und Deckenscheiben aus Brettern und Bohlen, einlagig 3.2.1. Dach- und Deckenscheiben aus Holzwerkstoffen 3.2.1. Dach- und Deckenscheiben aus Verbundwerkstoffen 4 4.1

In der Form und Geometrie des Hauptragsystems erzeugte Stabilität Durch Eigensteifigkeit des Hauptragsystems im Querschnitt Durch Eigensteifigkeit des Hauptragsystems in der Ansicht Durch Geometrie des Hauptragsystems im Grundriß Durch Geometrie des Hauptragsystems im Raum

122 122 122 122 123 123 123 123 123 123 123

124 124 125 125

126 126 126 127 128 128 128 129 129 130 130 130 131 132 133 134 134 135 135

136 136

116 117 118

4.2

118 119 120 120 121 121

4.4

5 5.1 5.2

Stabiltät durch räumliches Tragverhalten Raumtragwerke und Flächentragwerke Dämpfungs- und Schwingungsverhalten

139 139 139

122

6

Ausblick

139

4.3

137 138 138

77

Architekt – Ingenieur

Tragwerk-Planung

Bewältigung eines großen Bauvolumens durch Auflösen in mehrere kleine Baukörper

Bei Holzkonstruktionen ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Architekt und Ingenieur erforderlich, da durch die Möglichkeit das Tragwerk sichtbar zu lassen, die Gestaltung und die Materialwahl wesentlich von der Tragwerksplanung des Ingenieurs abhängt. Die Tragwerks-, Ausbau- und Installationsteile sichtbar zu lassen, anschaulich und verständlich nachvollziehbar zu machen - dies gehört zur »Kür« im Bauen. Das Ergebnis ist die Konstruktion, deren Qualität am Nutzen, am Bestand, an der Wirtschaftlichkeit und an der Schönheit gemessen wird. Leistungen des Architekten

Im Innenraum sichtbare Konstruktion

• Klären der Aufgabenstellung (Raumprogramm, Randbedingungen aus Funktion und aus den für das Projekt geltenden Bauvorschriften) • Erarbeiten eines Konzepts unter besonderer Berücksichtigung der Funktion, Energetik, Gestalt • Koordination der anderen, an der Planung fachlich Beteiligten und Einarbeiten der Fachbeiträge • Kostenschätzung

Integration von Tragwerk-Geometrie und Belichtung

• Optimieren des Konzeptes • Vorschläge und Festlegung der Gebäudegeometrie • Integration der Fachbeiträge • Objektbeschreibung und Kostenberechnung nach DIN 276 • Klären der Genehmigungsfähigkeit • Anfertigung der für die Genehmigung erforderlichen Unterlagen nach den für das Projekt geltenden öffentlich-rechtlichen Vorgaben

Integration von Tragwerk, Belichtung und Gebäudetechnik

Extreme Schneelasten mit Überhang

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• Darstellen des Projekts mit allen für die Ausführung erforderlichen Angaben • Verteilen der Vorgaben für die Arbeit der Fachbeteiligten und Einarbeiten der Fachbeiträge • Ermitteln der Massen • Beschreiben der Leistungen • Abstimmen der Beschreibung der Fachbeteiligten • Zusammenstellen der Verdingungsunterlagen und Leistungsbeschreibungen • Einholen von Angeboten

• Prüfen und Werten der Angebote

Grundlagenermittlung

• Verhandeln mit Anbietern und Mitwirken bei der Vergabe • Kostenvoranschlag nach DIN 276

Die Grundlagenermittlung beinhaltet für Architekten und den Ingenieur das Festlegen der Aufgabenstellung für den Entwurf einer Holzkonstruktion. Hierzu sind u.a. Bestandsaufnahmen erforderlich sowie das Erstellen von Raumprogrammen, Standortanalysen, Funktionsschemata und Nutzungsplänen. Die Verträglichkeit mit den Umweltbedingungen und benachbarten Gebäuden ist abzuwägen. Standortbedingungen, die Nutzung und die sich daraus ergebenden Lasten sind für den Ingenieur Grundlagen, die den Entwurf entscheidend beeinflussen. Maßgebende Kriterien sollten schriftlich festgelegt und mit dem Bauherrn und der Baufsicht abgeklärt werden. Die dargestellte Checkliste kann im Einzelfall wesentlich erweitert werden.

Leistung des Tragwerk-Ingenieurs

• Klären der Aufgabenstellung (Randbedingung für das Tragwerk, Lastannahmen, Voraussetzung für die Gründung). • Nutzungsplan mit Angabe der Lasten und anderen Einwirkungen auf das Tragwerk • Tragwerkskonzept • Sicherheitskonzept in Übereinstimmung mit den für das Projekt geltenden Bauvorschriften • Konzept - Varianten • Beratung zum Thema Tragwerk • Vorschläge für die Gebäudegeometrie • Vorschläge zur Baustoffwahl • Kostenschätzung des Tragwerks nach DIN 276

Checkliste Auflagen

Brandschutz Schallschutz Nachbarrecht Geschoßflächenanzahl Baumassenzahl Baugrenzen Baulinien Baustoffe Ökologie …

Standort

Baugrundstück Erschließung Himmelsrichtung Topographie Exposition Umgebung Bodenverhältnisse …

Nutzung

• Ausführungspläne für das Tragwerk und dessen Details • Schal- und Verlegepläne • Stücklisten

Lichtraumprofile Belichtung Brandschutz Grundrißorganisation Funktionsverteilung Vertikalerschließung …

Technische Gebäudeausrüstung

• Ermitteln der Tragwerksmassen einschließlich Verbindungsmittel • Beschreiben der Leistungen für das Tragwerk.

Raumlufttechnik Heizung Beleuchtung Akustik Wasser Abwasser Rolltreppen, Aufzüge …

Belastung

Eigenlasten Windlasten Schneelasten Verkehrslasten Anhägelasten Stapellasten Kranbahnen Anprall-Lasten Erdbeben Temperatur …

• Tragwerkslösung • Überschlägige statische Berechnung • Angabe der Hauptabmessungen des Tragwerks und seiner Teile • Vorschläge zu den Details • Tragwerksbeschreibung und Kostenberechnung nach DIN 276 • Mitwirkung bei Verhandlungen • evt.vorgezogene Ausschreibung des Tragwerks • Prüffähige statische Berechnung • Positionspläne • Verhandeln mit Prüfämtern und Prüfingenieuren

Baukörperform und -struktur

Tragwerk-Planung

Schnitt

unterspannter Träger mit Lichtband

z. T. außenliegendes Tragwerk

Projekt- und Entwurfsplanung

Ansicht

Die Entwicklung der Form eines Baukörpers wird weitgehend von städtebaulichen und landschaftsgestalterischen Randbedingungen bestimmt. Das Spielprofil einer Turnhalle oder der Sprungturm einer Schwimmhalle sind mit der Art der Belichtung und der Belüftung Ausgangspunkte für die Raumprofile und die Form der Tragsysteme.

Hauptträger und Belichtung längs Formentwicklung von Tragsystemen

Hauptträger längs, Nebenträger quer

Hauptträger mit Tribüne, angehängt

Erschließungszone mit verglaster Satteldachkonstruktion Unterspannung, hochgezogen

In der Vor- und Entwurfsplanung legt der Architekt sein Leitbild und den angestrebten Charakter des Gebäudes fest. Der Ingenieur entwickelt Tragwerks-Alternativen, die zum einen die Entwurfsidee zu verwirklichen helfen, zum anderen die vielfältigen technischen und wirtschaftlichen Anforderungen sicherzustellen. Zu Beginn der Planung sollten möglichst viele Varianten herausgearbeitet werden, um anhand der Vergleichsmöglichkeiten, die Qualität und die Wirtschaftlichkeit des Entwurfs sicherzustellen. Struktur-Entwicklung von Baukörperformen

Unterspannung, maximale Konstruktionshöhe

regelmäßig strukturierte Deckenkonstruktion mit Trägerrost Längssystem mit Belichtung

Bogentragsystem, kombiniert

in zwei Richtungen unterspanntes Haupttragwerk Bogentragsystem an Schüttkegel angepaßt

Kuppelschale

rautenförmiger Stabilisierungsverband einer Hängeschale

Die Möglichkeit, das Tragsystem sichtbar zu lassen, es z.B. nicht aus optischen oder wärmtechnischen Gründen verkleiden zu müssen, ist ein gestalterisches, vor allem aber ein wirtschaftlich wesentlicher Gesichtspunkt. In dieser Hinsicht ist Holz anderen Baustoffen überlegen. Die Haupttragsysteme stellen optisch die Tragrichtung und die Stützpunkte dar. Ihre Gestaltung im Zusammenhang mit den Windund Stabilitätsverbänden verleihen dem Gebäude seine charakteristische Form. In diesem Planungsstadium fallen bereits die Entscheidungen für die Wahl des Stabilisierungssystems. Dabei können Wandscheiben, Windböcke, eingespannte Stützen, Rahmen oder Bögen gewählt werden, wobei immer der Aufwand für die Fundamente in Betracht gezogen werden muss.

Hängetragsystem

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Lastabtragung

Tragwerk-Planung

Haupttragsysteme im Grundriss

Nebentragsysteme im Grundriss

linear – in Längsrichtung addiert

linear zwischen Hauptträger – addiert

linear – gebündelt

radial und linear – kombiniert

diagonal

orthogonal und diagonal – kombiniert

linear und diagonal – kombiniert

diagonal

linear in Längsrichtung – in Querrichtung addiert

linear oder diagonal addiert

radial

diagonal gekreuzt

diagonal und verzweigt

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radial addiert

linear – diagonal

linear

Lastabtragungen von Tragsystemen

Haupttragsysteme Die Anzahl der Haupttragsysteme, die Abstände und die Stützenstellungen ergeben sich aus der Grundrissentwicklung. Die Gestaltung des Rasters hängt von den Nutzungsbedingungen ab, z.B. von mobilen Trennwänden und Belichtung. Besondere Gründungsverhältnisse können auch eine Längstragrichtung rechtfertigen. Runde oder polygonale Grundrissformen führen zu radialen bzw. räumlichen Anordnungen der Hauptträger. Gestaltete Dachformen können oft mit verzweigten Systemen besonders funktional und wirtschaftlich verwirklicht werden. Nebentragsysteme Nebentragsysteme gestalten sowohl die Dachform wie auch die Innenraumstruktur. Ihr statisches System wird von Lage und Art der Auflager bestimmt, von der Anzahl und der Verknüpfung selbständiger Trageinheiten sowie von der Form der Trageinheiten. Bei Nebenträgern spielen Spannweite und Lichtraum eine geringere Rolle als bei Hauptträgern. Geschickt gewählte Nebentragsysteme erzeugen bei geringer Spannweite Dachreliefs, erfüllen Stabilisierungsaufgaben und tragen wesentlich zur Gestaltung des Innenraums bei. In strebenförmiger Anordnung ergibt sich eine Vielzahl von statisch günstigen und gestalterisch interessanten Lösungen. Dazu gehören Kopfbänder und Strebenbündel, die bei räumlicher Anordnung schirmoder pilzförmige Strukturen erzeugen können. Tertiärtragsysteme Für die Auswahl von geeigneten Dachhautträgern, wie zum Beispiel von Schalungen, Platten aus Holzwerkstoffen, Massivholzelementen bis hin zu Trapezblechen, sind hauptsächlich die Kriterien der Akustik, der Wärmedämmung und des Brandschutzes von Bedeutung, aber auch ästhetische bzw. strukturgestalterische Gesichtspunkte.

linear addierte Haupttragstruktur

linear addierte Hauptträger mit orthogonalen Nebenträgern

diagonale Nebenträger

Hauptträger mittig in Längsrichtung

Längstragsystem mit räumlich aufgelöstem Nebentragsystem

Schale mit radial angeordneten gekrümmten Hauptrippen und kreisförmig angeordneten Nebenrippen

statische Formgebung

Abstrebungen

Kopfbänder einfach

Tragwerk-Planung

Steifigkeitsmodellierung von Tragsystemen

Die Form der Haupt- und Nebenträger ist im wesentlichen nach dem wirksamen Trägheitsmoment gestaltbar. Die wirksame Trägerhöhe geht dabei in dritter Potenz ein, wogegen sich die Trägerbreite und die Lasteinflussfläche nur linear auswirken.

Kopfbänder gekrümmt 3 J= b•h 12

V-Streben

J = Trägheitsmoment b = Breite des Trägers h = Höhe des Trägers h geht in dritter Potenz in die Steifigkeit ein

Strebenbündel

Sprengwerk

Strebenwerk

Strebenwerk mit Kopfbändern

Die Steifigkeit ist infolgedessen weitgehend von der Trägerhöhe abhängig. Die Effizienz der Form eines Tragsystems kann durch die Wahl der Querschnittsformen, Abstützungen, Abstrebungen, Unterspannungen, Gelenke und Auskragungen beliebig gestaltet werden. Hohe Biege- und Kippbeanspruchungen sollten dabei vermieden werden, um den Materialaufwand zu reduzieren. Die räumliche Anordnung des Tragsystems ist insbesondere für die Stabilisierung und für die Gesamtsicherheit von großer Bedeutung. Alle Tragsysteme können durch Steifigkeitsmodellierung. d.h. durch Angleichen der Konstruktionshöhen an den Momentenverlauf angepasst und durch Aufla-

ger-, Gelenk- und Spannweitenveränderung optimiert werden. Der zur Verfügung stehende Konstruktionsraum bestimmt den Tragwerkstyp. Bei geringen Konstruktionshöhen kommen nur vollwandige Trägersysteme in Betracht. Größere Bauhöhen ermöglichen jedoch aufgelöste Systeme und Fachwerke, bei denen die Lastabtragung durch Druck oder Zug erfolgen kann. Auskragungen, Abstrebungen, Über- und Unterspannungen sind einfache Möglichkeiten, die Steifigkeit zu modellieren. Statisch günstige Durchlaufsysteme mit Übergang zum Dreigelenkstabzug und Rahmensysteme sind vielseitig variierbar. Sie erzeugen allerdings Horizontallasten, die in den Auflagerpunkten aufgenommen werden müssen. Raum- und Flächentragwerke, die gleichzeitig umhüllende, tragende und formstabilisierende Funktionen übernehmen, erzeugen Leichtigkeit und eine große innenräumliche Wirkung. Bei der Optimierung der Details sollte der Material- und Arbeitsaufwand für Stahlverbindungsmittel in einem ausgewogenen Verhältnis zu den ästhetischen und technischen Anforderungen stehen. Im Zuge der statischen Formgebung sind sämtliche Tragsysteme durch Steifigkeitsmodellierung weitgehend den Anforderungen entsprechend gestaltbar.

Durchlaufträger

Standardsystem

mit Gelenk

eingespannt

gekoppelt

verstärkt

mit Kopfband

mit doppeltem Kopfband Spannweite bis 20 m

als Fachwerk

abgespannt und unterspannt

Über- und Unterspannung

als Dreiecksfachwerk Spannweite bis 50 m

Hängewerk

unterspannter Träger

3 J= b•h 12

mit Schrägabspannung

Hängewerk trapezförmig

doppelt unterspannter Träger

mit paralleler Schrägabspannung Spannungsweite bis 80 m

dreifach unterspannter Träger

Fischbauchträger

Vergleich verschiedener Trägheitsmomente mit gleichem Querschnittsaufwand und verschiedenen Bauhöhen 1) Kippsicherung erforderlich

als Hängeträger Spannweite bis 150 m

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Materialwahl

Tragwerk-Planung

Querschnitt-Steifigkeiten Rundholz

l1 Einzelträgheitsmoment

Σ l1 Summenträgheitsmoment

>>Σ l1 potenziertes Trägheitsmoment mit Nägel oder Stabdübel Querschnitt-Steifigkeiten Kantholz

l11

Σ l1

>>>Σ l1 potenziertes Trägheitsmoment mit Nägel oder Stabdübel

>>Σ l1 Querschnitt-Steifigkeiten Bohlen

l1

Σ l1

Materialwahl und Querschnitt-Modellierung

Die Materialwahl sollte für Haupt-, Neben-, und Subtragsystem so früh wie möglich getroffen werden, um Spannweite und Tragsystem abstimmen zu können. Im Holzbau stehen eine große Anzahl verschiedener Produkte, wie Rundholz, Halbrundholz, sägegestreiftes Rundholz, Kantholz oder Profilholz in zusammengesetzten Querschnitten, sowie Bohlen, Bretter und Latten zur Verfügung. Eine durchdachte Querschnittsgeometrie kann nicht nur statische, sondern auch den Brand-, Schall- und Wärmeschutz betreffende Funktion übernehmen. Zudem können im Rahmen der Leimtechnik die Formen der Brettschichtholzträger fast beliebig modelliert werden. Die Oberflächenbeschaffenheit der Hölzer kann in reicher Vielfalt vom Architekten gewählt werden: natur, sägerauh, gehobelt oder geschliffen. Bezüglich der Farbgebung und der Nuancen verschiedener Holzsorten ergeben sich unbegrenzte Möglichkeiten der Gestaltung. Auf dem Gebiet der Holzwerkstoffe findet man Furnierschichtplatten (FSH), Bau-Funiersperrholz (BFU), Flachpressplatten(FP), Pressholzplatten und verschiedenste Sorten von Sandwichplatten, die unterschiedlichsten Anforderungen bezüglich Wetterfestigkeit und Brandschutz genügen. Es gibt weiterhin die Auswahl zwischen unterschiedlichen Holzarten und Holzqualitäten mit höheren visuellen Sortierkriterien, angefangen von Fichte, Kiefer, Lärche, Eiche, Buche bis zu den exotischen Hölzern. Eingehend sind diese Materialien im Teil »Grundlagen« dieses Buches beschrieben (Seite 30 ff).

Querschnitt-Steifigkeiten Brettschichtholz

Träger

Doppelträger

Brückenkonstruktion aus Rundholz, verdübelt

Sonderträger

Brückenkonstruktion aus Kantholz, verdübelt verstärkter Sonderträger

Träger mit }-Profil

verstärkte Doppelträger

>>Σ l1

Fachwerkstäbe aus zusammengesetzten BSH-Querschnitten

}-Profil

>>>Σ l1

}-Träger

Hutprofil

Kastenprofil

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Å-Träger

Trägerrost aus zusammengesetzten BSH-Querschnitten

Detailausbildung

Verbindungsmittel und Detail

Die Art der Verbindungsmittel und die Herstellungstechnik sollte so früh wie möglich mit dem Architekten besprochen werden. Das Erscheinungsbild einer Holzkonstruktion ist entscheidend von der Detaillierung der Knoten geprägt. Die Anschlüsse können Holz-Holzverbindungen sein, ferner Stabdübelverbindungen, genagelte oder verschraubte Verbindungen, eingeschlitzte Stahlbleche, oder sichtbare Stahlverbindungen. Die Wahl hängt von den verwendeten Materialien ab, sei es Rundholz, Kantholz oder Brettschichtholz. Bei Verwendung von Stahlverbindungen sind die Anforderungen an den Brandschutz entscheidend, bei den der Witterung ausgesetzten Teilen ist es der konstruktive Holzschutz. Eingeschlitzte oder verdeckte Verbindungsmittel haben den Vorteil, dass die Stahlteile brandgeschützt sind. Es ergeben sich mehrschnittige Verbindungen, wodurch die Anzahl der Verbindungsmittel verringert wird. Dem steht der erhöhte Aufwand für das Einschlitzen und die Querschnittsschwächung des Holzes gegenüber.

Nagelblech mit Gelenkbolzen

Gekrümmter Hauptträger aus BSH

Tragwerk-Planung

Geometrie

Verbindungsmittel und Detail mit Angabe der möglichen Spannweiten

Kontakstoß mit Versatz α = 0 – 90° Knoten gelenkig

Holz-Holz Druckstabsysteme • Kantholz bis 12 m • BSH bis 20 m

Stabdübelkreis α = 0 – 180° Knoten teilweise biegesteif

Holz-Dübel z. B. Rahmensysteme • Kantholz bis 20 m • BSH bis 40 m

eingeschlitztes Blech mit Stabdübeln α1 ≥ 90° ≥ α2 Knoten teilweise gelenkig

Holz-Stabdübel z. B. Fachwerksysteme • Kantholz bis 40 m • BSH bis 60 m

Gelenkbolzenanschluss α1 ≥ 90° ≤ α2 Knoten ideal gelenkig

Holz-Stahlblech z. B. Rahmenfachwerke • Kantholz bis 60 m • BSH bis 80 m

Keilzinkenstoß 0 < α > 90° Knoten ideal biegesteif

Holz-Leimbauweise z. B. gekrümmte Rahmen mit keilgezinkter Rahmenecke • BSH bis 140 m

Beispiele für die unterschiedliche Ausbildung von Tragwerksknoten und Tragwerkssystemen

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Darstellung und Varianten

Tragwerk-Planung

Axonometrie

Eissporthalle in Schaffhausen

Perspektive

Salzlager in Lausanne

Modell

Eissporthalle in Burgkirchen

Fotomontage

Projekt für eine Brücke

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Darstellung

Isometrie und Axonometrie Ein wesentliches Qualitätskriterium einer Holzkonstruktion ist ihre Innenraumwirkung. Die räumliche Darstellung in einer Isometrie ist bereits beim Vorentwurf empfehlenswert, da sie nicht geübten Planlesern die Merkmale einer Holzkonstruktion veranschaulicht. Ebenso ist eine Isometrie für die Ausschreibung und die Optimierung der Fertigungstechniken in den Holzbaufirmen vorteilhaft. Die angestrebte Qualität der Detailausbildung wird so frühzeitig verständlich. CAD Darstellung Die Freiheit in der Gestaltung der Tragwerksgeometrie ist groß. Deswegen ist der frühe Einsatz von Computer Aided Design (CAD) sinnvoll. Räumliche Darstellungen sind für den Holzbau eine Grundvoraussetzung, sowohl für den Architekten als auch für den Ingenieur. Dies bedingt 3 D Programme, welche nicht nur Zeichengeräte, sondern Hilfsmittel des konstruierenden Ingenieurs sind. Mit ihnen sind Varianten und die Koppelung mit Statikprogrammen bis zur Simulation von Innenraum und Farbgebung möglich. Die grafische Datenverarbeitung vereinfacht im Ingenieurholzbau das Erfassen und Modellieren geometrischer Strukturen für Festigkeitsanalysen sowie numerische Berechnungen. Vor allem die Variation der statischen Systeme im grafischen Dialog beschleunigt die Optimierungsprozesse wesentlich. Das Ziel der CAD-Anwendung ist, das gesamte Tragwerk räumlich zu definieren und auf der Grundlage der so entwickelten Daten die Konstruktionsplanung zu erstellen. Das Datenpaket kann anschließend an das ausführende Unternehmen übermittelt werden, für die Anfertigung von Werkstattzeichnungen und die Steuerung von automatisierten Abbundanlagen. Konstruktionsmodell Ein Konstruktionsmodell ist ein wichtiges Arbeitsmittel zur Darstellung der Innenraumstruktur. Es erlaubt, die Entwurfsqualität den Entscheidungsträgern wie Baukommissionen, Gemeinden und

vor allem dem Bauherrn in verständlicher Weise darzustellen. An einem Konstruktionsmodell werden Details, speziell Eckprobleme von Konstruktionen sichtbar. Diskussionen zwischen Architekt und Ingenieur vereinfachen sich. Modelle im Maßstab von 1:20 oder 1:50 sind für die Beurteilung der Konstruktion ausreichend. Konstruktionsvarianten

Die in den vorhergehenden Abschnitten erfassten Entwurfskriterien und Randbedingungen ermöglichen es, Varianten der Baukörperform, Tragstrukturen und Querschnittsmodellierungen zu entwickeln. Kreativität, Intuition vor allem Erfahrung ist erforderlich, um sich auf die besten Varianten zu beschränken und sie in Skizzenform darzustellen. Sie werden anschließend überschlägig vordimensioniert und anhand einer Checkliste auf verschiedene Kriterien überprüft. Um die qualitätsbezogene Wirtschaftlichkeit einer Holzkonstruktion zu beurteilen, sind sowohl vom Architekten als auch vom Ingenieur Planungsleistungen zu erbringen und in nachvollziehbarer Darstellung auszuarbeiten. Das methodische Vorgehen zur planerischen Qualitätssicherung einer Holzkonstruktion erfordert eine vollständige Dokumentation des Planungsablaufes. Angenommene Entwurfskriterien, spezielle Randbedingungen und bauaufsichtliche Anforderungen sind vergleichbar und bewertbar aufzuzeigen. In einer kritischen Vergleichsanalyse können Zusammenhänge und Wertigkeiten einzelner Kriterien dargestellt und der Einfluss auf die Kostenentwicklung beschrieben werden. Diese Planungsabschnitte sind bereits in der Vorprojekt- und Entwurfsphase durchzuführen, um einen klaren Entscheidungsprozess sicherzustellen. Das Vermeiden von Änderungen oder gar Parallelplanungen im Rahmen der Genehmigungs- und Ausführungsplanung, meist noch nach der Auftragsvergabe, ist der wirksamste Ansatz, den Planungsaufwand zu rationalisieren.

Optimierungsprozeß eines Tragwerkentwurfs in Varianten anhand von Modellen

Optimierungs- und Entscheidungsprozesse Beispiel einer Bewertungsmatrix eines Konstruktionsvorschlages Bewertungskriterien 3 2 1 0 G Σ Gliederung in Einzelräume x 2 4 Ausfüllen der Höhe und des Konstruktionsraumes x 1 2 Klarheit und Transparenz x 3 9 Anpassen Grundriß – Schnitt x 2 4 Auskragung – Konstruktiver Holzschutz x 1 2 Materialaufwand x 3 9 Aufwand an Verbindungsmitteln x 3 9 Durchführbarkeit x 2 4 Wirtschaftlichkeit x 3 9 Ausbau – Aufwand x 3 9 Lichtraumprofil und Stützweiten x 2 6 Repäsentations- und Gebrauchswert x 3 9 Wettbewerbsfreiheit (für Ausführung) x 2 4 Gesamtwertung eines Konstruktionsvorschlages durch den Ingenieur 80 3 = sehr gut, 2 = gut, 1 = mittel 0 = schlecht, G = Gewichtung, Σ = Summe

Einsatz von CAD

Planungsprozeß

Tragwerk-Planung

CAD-gestützter Planungsablauf

Studium der Randbedingungen Grundrissabmessungen Öffnungen Lichtraumprofil Dachneigung Lastannahmen

Variante 1

Variante 2

Vorbemessung und Materialisierung der räumlichen Konzeption in Kantholz Brettschichtholz

statisches System Variante 1

statisches System Variante 2

Entscheidung

aufgrund verschiedener Vergleiche

Gestaltung Materialaufwand Wirtschaftlichkeit

Ausarbeitung des Projektes

Materialisierung der gewählten Variante

Studien der Varianten anisometrischer Darstellung für: Stützen Haupttragsystem Nebentragsystem Aussteifungssystem Gebäudehüllen (Dach, Wand)

statische Berechnung Konstruktionspläne Detailkonzeption Ausschreibung

Detailpläne

Positionspläne

Ausführung Positionspläne Abbundpläne Werkstattpläne Stücklisten

Abbundpläne

Stückliste Sägerei

Ausführungskontrolle

Kontrolle der Werkstattpläne, Kontrolle des Abbundes, Kontrollen auf der Baustelle

Abrechnung

anhand der vom CAD-Programm erstellten Stücklisten, Massen

Zimmerei direkte Ansteuerung der Abbundanlage

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Planung

Tragwerk-Planung

Symbole für die System-Darstellung von Tragwerken

festes Auflager

verschiebliches Auflager

eingespanntes Auflager

elastisches Auflager

biegesteifer Knoten

gelenkige Knoten

Beispiel: Dreigelenkrahmen

Symbole für Belastung

Einzellast

dreiecksförmige Last

Moment

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Genehmigungsund Projektplanung Ingenieuraufgabe Als wesentliche Aufgabe gilt für den Tragwerksplaner die Entwicklung und Ausarbeitung der Details eines Bauwerkes unter Berücksichtigung aller möglichen bzw. wahrscheinlichen Einflüsse auf das Tragwerk angefangen beginnend mit der Bauphase bis zum Ende seiner zu erwartenden Lebensdauer. Der Ingenieur muß die Anwendung der Normen bei der Berechnung kennen und das Bauwerksverhalten in absehbaren Zeiträumen beschreiben können. Ebenso sollte er die Zuverlässigkeit der verwendeten Materialien und Details kennen. Dabei darf er den wirtschaftlichen Rahmen nicht aus den Augen verlieren. Die Nachweisführung und Annahmebestätigung ist mit Berechnungsmodellen und Bemessungsverfahren zu erbringen. Ingenieurleistungen Ist die Holzkonstruktion festgelegt und die Ausführung anhand von Vorberechnungen und Ausschreibungsergebnissen bestätigt, muß der Ingenieur, alle zur Sicherheit und Gebrauchsfähigkeit erforderlichen Nachweise nachprüfbar erbringen. Dies erfolgt nach folgenden Stichpunkten: • Aufführen und Berücksichtigung der Bauvorschriften, Normen und Sonderzulassungen, die der Tragwerksplanung zugrunde gelegt wurden. • Ermitteln der Bodenkennwerte und zulässigen Bodenpressung ggf. unter Einbeziehung eines Bodengutachtens und Vorschlägen von Gründungsarten seitens eines Fachingenieurs. • Festlegen der Lastenannahmen und Einwirkungen, die als Ausgangspunkt zur Schnittkraftermittlung herangezogen wurden. • Beschreiben der Materialkennwerte und Gütekriterien, die der Berechnung zugrunde liegen. Ihre Kennzeichnung ist auf allen Planunterlagen deutlich auszuführen. • Aufstellen nachprüfbarer statischer Berechnungen aller Bauteile unter Berücksichtigung der Angaben anderer beim Entwurf beteiligter Fachplaner.

• Konstruktionsbeschreibung und Anfertigung von Konstruktionsund Positionsplänen. Sie enthalten alle Angaben über Fertigungsbedingungen, Güteanforderungen, Verbindungsmittel, Holzschutzmaßnahmen und Vorkehrungen bei Transport und Montage. • Zusammenstellen der vollständigen Unterlagen, Berichte und Gutachten und die notwendigen bauaufsichtlichen Zulassungen. • Verhandlungen mit den Aufsichtsbehörden, Prüfämtern und Prüfingenieuren. • Berücksichtigen von Änderungen. Eine häufig auftretende Sonderleistung des TragwerkIngenieurs ist das nachträgliche Ändern der Planung, sei es auf Grund von Wünschen des Bauherrn, wegen Nichtberücksichtigung bauaufsichtlicher Vorgaben oder das Verbessern der Planungsqualität. • Überprüfen von Ausführungszeichnungen. • Mithilfe bei der Vergabe. • Objektüberwachung bzw. ingenieurmäßige Kontrolle der Ausführung.

Darstellung der Schnittgrößen

Belastung

Darstellung der Verformung

Querkräfte

Normalkräfte

Grundleistungen für ein Holzbauprojekt

Statische Berechnung Die Schnittkräfte werden mit elektronischen Rechenprogrammen oder speziellen Finite-ElementeProgrammen ermittelt. Für die Bemessung stehen geeignete Programme zur Verfügung. Tragsicherheitsnachweise Da Holzbauten im Normalfall die Dachkonstruktion einschließen, beginnt die statische Berechnung mit der Dachdeckung. Für Dachdeckungen, Sparren, Pfetten und Nebenträger sind meistens die Durchbiegungsnachweise maßgebend. Bei hohen Schneelasten ist besonders die Schubspannung zu überprüfen. Für die Hauptträger oder Haupttragsysteme wird der Nachweis für verschiedene Lastkombinationen geführt. Die Nachweise erfolgen für Mannlast, Eigengewicht, Schnee und Wind, wobei Windkräfte bei Tragsystemen mit Zugband ausschlaggebend sind. Bei den Lastkombinationen darf die Überlagerung mit den Stabilisierungskräften nicht vergessen werden.

Momente

Spannungen

Druck

Biegung

Schub

und

Zug

Druck und Biegung

Bemessung

Statische Nachweise und Bemessung

Vorwiegend druckbeanspruchte Bauteile (Stützen, Streben, Bögen) • Nachweis der Grenzschlankheit • Einfacher Knicknachweis (w-Verfahren) • Tragsicherungsnachweis nach Spannungstheorie II. Ordnung Berücksichtigen von ungewollten Ausmitten, Vorkrümmungen und Querschnittsschwächungen. Exzentrische Lastenleitungen und damit verbundene Zusatzbeanspruchungen. Vorwiegend biegebeanspruchte Bauteile (Träger, Rahmen) Schnittkraftermittlung • Asymmetrische Lastfälle z.B. aus einseitigen Schneelasten und Wind sowie abhebende Lasten z.B. aus Windsog. • Biegespannungsnachweis: Querschnittschwächung wie Bohrungen oder Einschnitte auf der Zugseite. Die erhöhten Biegespannungen sind im gekrümmten Bereich sowie bei schräg angeschnittenem Rand nachzuweisen. • Schubspannungsnachweis: Abminderung der Schnittkräfte im auflagernahen Bereich. Nachweis bei Ausklinkungen und Durchbrüchen. • Torsionspannungsnachweis: Ausmittige Lasten sind bei Randträgern nachzuweisen. • Querzugspannungsnachweis: Querzugspannungen treten bei geknickten, gekrümmten und ausgeklinten Trägern auf sowie bei Durchbrüchen und angehängten Lasten. • Durchbiegenachweis: Einflüsse aus Auflagersenkungen und Schwinden sowie die Nachgiebigkeit von Verbindungsmitteln. • Kippnachweis: Bei hohen Trägern, die durch Windsoglasten beansprucht werden und Rahmenecken • Nachweis der Auflager und Anschlüsse Der Einfluss von Auflageverschiebungen auf die Gebäudehülle ist zu beachten. Verankerungsdetail bei Abhebekräften. • Nachweis der Querdruckspannungen, wobei Auflagerverdre-

Tragwerk-Planung

hungen eventuell zu berücksichtigen sind. Vorwiegend auf Normalkraft beanspruchte Bauteile (Fachwerke und Fachwerkrahmen) Die Schnittkräfte werden mit Hilfe von Rechenmodellen für Stabwerke ermittelt , wobei die Gurte im allgemeinen durchlaufend und die Fachwerkdiagonalen als gelenkig oder teileingespannte angeschlossene Stäbe angenommen werden. Ausmittigkeiten, Teileinspannungen und Querbelastungen von Stäben müssen in Rechnung gestellt werden. Dabei sind folgende Nachweise bei Fachwerkstäben zu führen: • Spannungsnachweise für Zug-, Druck- oder kombinierbare Beanspruchungen am Nettoquerschnitt. • Stabilitätsnachweise bei Druckstäben mit eventueller Biegebeanspruchung. Dabei ist die Überlagerung mit den Kräften aus den Horizontalverbänden nicht zu vergessen. Knotenpunkte sind wie folgt nachzuweisen: • Nachweis der Verbindungsmittel. • Spannungsnachweise in den Anschlussbereichen unter Beachtung der Querschnittsschwächungen und Exzentrizitäten. • Schubspannungsnachweise bei Ausmittigkeiten oder schrägen Kontaktstößen. Das Gesamtfachwerk ist für folgende Fälle zu untersuchen: • Der Durchbiegenachweis ist unter Berücksichtigung der Nachgiebigkeit der Verbindungsmittel und eventueller Teileinspannungen der Knotenpunkte zu führen. Eine konstruktive Überhöhung wird in jedem Fall empfohlen. • Der Nachweis der Gesamtstabilität erfolgt unter Einbezug der Nebenträger und der Aussteifungsverbände bei großen Spannweiten Schwinderscheinungen infolge Querbelastungen müssen beachtet werden.

Zeichnerische Darstellung

Skizzen des Ingenieurs

eines Holzbauprojektes

für eine Brücke

Die Zeichnungen von Baukonstruktionen stellen das wichtigste Mittel der Verständigung zwischen den Bauschaffenden dar. Eine gut zu lesende Darstellung anhand von Zeichnungen schützt sowohl den Bauherrn, den Architekten und den Ingenieur als auch die ausführenden Firmen vor Missverständnissen bezüglich Art, Güte und gestalterischer Qualität einer Holzkonstruktion. Für die ausführenden Firmen sind Zeichnungen Grundlage für die Kalkulation, Materialbeschaffung, Fertigung und Montage. Regeln über die Anfertigung von Zeichnungen im Bauwesen, besonders im Ingenieurholzbau, sind in der DIN 1356 ausgeführt. Thema und Umfang der vom Architekt und Ingenieur anzufertigenden Zeichnungen werden in der HOAI im Rahmen der Grundleistungen und der besonderen Leistungen beschrieben. Der Bauherr kann für einzelne Planungsleistungen den Architekten, den Tragwerksplaner oder die ausführende Firma beauftragen. Das Anfertigen von Ausführungszeichnungen ist nicht im Lieferpreis einer Holzkonstruktion enthalten (vgl. VOB).

Fachwerk mit Dach

Rahmen mit Teilüberdeckung

Pilzkonstruktion mit Abhängung Teilüberdeckung

Entwurfsskizzen In Form von Skizzen werden bei der Vorplanung die verschiedenen Varianten zur Diskussion gestellt. Dabei kann es sich um Freihandzeichnungen handeln, die während einer Besprechung von Architekt und Ingenieur angefertigt werden.

Schrägseilkonstruktion mit senkrechtem Pylon

Konstruktionsvorschläge In Form von maßstäblich ausgearbeiteten Zeichnungen (1: 200, 1: 100, 1: 50, Details 1: 10) werden dann verschiedene Konstruktionsvorschläge dargestellt und vergleichend optimiert. Aus den Zeichnungen sollte das Tragsystem, die Stabilisierungsmöglichkeiten, die Materialvarianten und konstruktive Details ersichtlich sein.

Schrägseilkonstruktion mit geneigtem Pylon

Foto des ausgeführten Projekts

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Ausführungszeichnungen

Tragwerk-Planung

Last- und Aussparungspläne

Lastpläne zeigen die Belastungen, die von der Holzkonstruktion an die Auflagerpunkte abgegeben werden. In der Regel werden sie dann notwendig, wenn die Holzkonstruktion und die daran anschließende Massivkonstruktion von verschiedenen Ingenieuren bearbeitet wird. Außerdem zählen Lastpläne zu den Grundlagen für die Erstellung eines Gründungsgutachtens. Aussparungspläne geben die Lage und Größe der Aussparungen für die Verankerung der Holzkonstruktion in Massivbauteilen an. Dabei ist bei der Wahl der Aussparungsgröße besonders auf die erforderliche Toleranz zu ach-

ten, die sich an der Größe der zu verankernden Bauteile misst. Lasten und Aussparungen können auch in einem Plan zusammengefasst werden, um dem Ingenieur, der den Massivbau bearbeitet, alle notwendigen Angaben in komprimierter Form zu übergeben. Gebräuchliche Maßstäbe für diese Plänen sind 1: 200, 1: 100, 1: 50. Ausschreibungspläne

Ist eine vorgezogene Ausschreibung vorgesehen, empfiehlt es sich, die Holzkonstruktion in einem Ausschreibungsplan mit Angabe von Tragsystem, Abmessungen und prinzipiellen Details darzustellen. Der Anbieter soll mit Hilfe solcher Pläne über die Konstruktions-

Beispiel eines Konstruktionsplanes (Ausschnitt)

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art und den Schwierigkeitsgrad für die Fertigung, den Transport und die Montage informiert werden. Auf den Plänen ist anzumerken, dass die Maße in diesem Planungsstadium noch nicht verbindlich sind. Übliche Maßstäbe für solche Pläne sind 1: 200, 1: 100 und 1: 50, in Ausnahmefällen Prinzipdetails im Maßstab 1: 10 oder 1: 5. Positions- und Übersichtspläne

Diese Pläne dienen zur Lokalisierung von Bauteilen und Details. Im Rahmen der Zusammenarbeit von Architekt und Ingenieur werden mit ihrer Hilfe die Lage von Bauteilen geklärt. Außerdem werden sie für die Fertigung und Montage

verwendet. Positionspläne bauen auf dem Bauwerksraster mit verbindlichen Achsmassen auf. Als Anlage zur prüffähigen statischen Berechnung enthalten sie die Angaben der statischen Positionen, die Tragwerksabmessungen und die Verkehrslasten sowie Art und Güte der Baustoffe. Konstruktionspläne

In den Konstruktionsplänen sind alle tragenden Bauteile in Schnitt und Ansicht mit den erforderlichen Bemaßungen und Informationen für die Herstellung der Holzkonstruktion enthalten. Wichtig ist die Anmerkung auf den Plänen, dass die angegebenen Maße auf Übereinstimmung mit den am Bau

Ausführungszeichnungen

bereits vorhandenen Bauteilen zu überprüfen sind. Die in der Statik zugrunde gelegten Materialgüten und die errechneten Bauteildimensionen einschließlich der Größe, Anzahl und Anordnung der Verbindungsmittel müssen angegeben werden. Dabei sind nur prinzipielle und maximal belastete Details bzw. Knoten darzustellen, geringer belastete Details sind im Rahmen der Werkstattplanung zu zeichnen. In Abstimmung mit dem Architekten können die Konstruktionspläne auch Ergänzung der Werkpläne des Architekten sein Sie dienen als Grundlage für die anzufertigenden Werkstattzeichnungen. Übliche Maßstäbe sind 1:50, 1:20 und 1:10.

Tragwerk-Planung

Werkstattpläne und Zeichnungen für die Bauausführung

Die verbindliche Grundlage für die Ausführung der gesamten Holzkonstruktion sind die Werkstattzeichnungen. In der Regel werden sie von der ausführenden Firma angefertigt, die damit auch den gedanklichen Einstieg in die Ausführungen des Projekts vollzieht. Fertigt eine Firma die Werkstattpläne nicht, so können diese auch als besondere Leistung nach § 64 HOAI vom Ingenieur oder Architekten erstellt werden. Abbundpläne

Sie zeigen die einzelnen Holzbauteile mit exakter Abschnittsgeometrie, Ausnehmungen, Bohrungen

und mit allen für die Bearbeitung notwendigen Maßangaben einschließlich evtl. erforderlicher Überhöhung oder anderer Besonderheiten. Mit Hilfe dieser Pläne macht der Zimmermann den Aufriß, oder er fertigt Schablonen an, wenn es sich um größere Stückzahlen handelt. Grundlagen für die Abbundzeichnungen sind die Ausführungspläne des Architekten und die Konstruktionspläne des Ingenieurs. In der Regel werden solche Zeichnungen vom Architekten bzw. vom Ingenieur vor Beginn der Abbundarbeiten überprüft. Der Anfertiger der Abbundpläne ist für die Richtigkeit der eingetragenen Maße verantwortlich.

Gebräuchliche Maßstäbe sind 1: 50, 1: 10 und 1: 5. Werkstattpläne für die Stahlteile

Die Darstellung dieser Art von Werkstattplänen ist in der DIN 5261 geregelt. Anzugeben ist die exakte Geometrie und Vermassung des einzelnen Stahlteils mit Angabe sämtlicher Bohrungen, Fräsungen und Schweißnähte. Auch die vorgesehenen Nägel, Bolzen, Passbolzen und Dübel werden mit Größe und Art bis zur exakten Gewindelänge angegeben.

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Ausschreibung

Tragwerk-Planung

Ausschreibung von Stahlteilen / Schwierigkeitsgrade Die Tabelle ist als Ausschreibungshilfe gedacht.

Ausarbeiten von Ausschreibungsunterlagen Die komplexen Tragwerke des modernen Ingenieurholzbaus erfordern eine genaue Beschreibung der zu erstellenden Bauleistung. Andererseits ist zum Zeitpunkt der Ausschreibung die Planung der Holzkonstruktion üblicherweise noch nicht soweit fortgeschritten, um in allen Einzelheiten dargestellt werden zu können. Oft wird die Konstruktion im Prinzip so weit wie möglich beschrieben. Die einzelnen Details und Verbindungsmitteltechniken werden schematisch dargestellt, damit der Anbieter den Schwierigkeitsgrad und den Herstellungsaufwand richtig kalkulieren kann. Diese sogenannte offene Leistungsbeschreibung ist nach den entsprechenden Vorschriften und Normen (VOB Teil A und B (DIN 1960 und DIN 1961, Ausgabe Dezember 2000) und ATV DIN 18 334) auszurichten. Die Möglichkeit der Verwendung eines Standardleistungsbuches ist bei Ingenieurholzbauten, welche vorwiegend maßgeschneiderte Tragwerksgeometrien und Verbindungsmitteltechniken erfordern, vorab genauestens zu prüfen. Auf jeden Fall sind Hinweise auf zusätzliche technische Leistungen sowie die Erarbeitung spezieller Leistungstexte erforderlich. Die Ausschreibung einer Holzkonstruktion besteht aus folgenden Teilen (ohne Anspruch auf Vollständigkeit): Administratives

In diesem Teil sind z. B. folgende Angaben enthalten: • die am Baubeteiligten Personen (Bauherr, Architekt, Ingenieur, Bauleiter, etc.) • Termine (Abgabedatum, Baubeginn, Fertigstellung) Allgemeine Bedingungen

Diese bleiben für alle Bauwerke unverändert und regeln z.B. • Zulassung von Subunternehmern • Bilden von Arbeitsgemeinschaften • Abrechnungs- und Zahlungsfrist, • Regiearbeiten • maßgebende Normen Objektbezogene Bestimmungen

Sie enthalten spezielle Angaben zum Objekt und unterscheiden

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sich von Projekt zu Projekt. • Allgemeine Beschreibung von Konstruktionen • Werkplanung • Qualitätskontrolle • Zufahrt zur Baustelle • Hinweise für Transport und Montage Leistungsverzeichnis

Es besteht aus einzelnen Positionen, die mit entsprechenden Mengenangaben vervollständigt werden. • Baustelleneinrichtung: Darin sind die Aufwendungen für Abschrankungen, Gerüste, Hebewerkzeuge, elektrische Installationen usw. aufgelistet. • Lieferung und Herstellung aller Holzteile, aufgeteilt nach Rundund Halbrundholz, Kantholz, Brettschichtholz, Brettern, Sperrholzplatten, Furnierschichtholz. • Lieferung der Stahlteile und Verbindungsmittel, aufgeteilt nach Profilstahl unbearbeitet, Profilstahl bearbeitet, Schweißteilen, schraubbarem Armierungsstahl, handelsüblichen Blechformteilen, Sonderkonstruktionen, Nägeln, Passbolzen, Bauschrauben, Gelenkbolzen, Ankerschrauben. • Schwierigkeitsgrade der Stahlteile sind auch außerhalb des Standardleistungsbuches zu definieren, sie sind in der rechten Spalte dargestellt. Man unterscheidet ebene nicht verschweißte,ebene verschweißte Stahlteile und verschweißte Stahlteile. Dieser Teil enthält alle Leistungen, um unter Verwendung der ausgeschriebenen Materialien die fertige Konstruktion zu erstellen: • Herstellung und Montage der Konstruktion • Abbinden • Einbau der Verbindungsmittel und der Stahlteile

prägnierung) • Korrosionsschutz • Anforderungen an die Einbaufeuchte für Schalungen, Kantholz, Brettschichtholz usw. • Anforderungen an Brettschichtholz, Leimgenehmigung, Lage der Keilzinkstöße • Oberflächenbeschaffenheit, sowie Kanten bei sichtbar gelassenen Bauteilen • Angabe der erforderlichen Überhöhung nach statischen oder anderen Kriterien • Stahlteile: Der Schweißnachweis nach Norm (DIN 18 800) ist gegebenenfalls zu führen. Abrechnungsbestimmungen

Für die Leistungsermittlung im Holzbau sind die entsprechenden Normen (Abschnitt 5 der ATV DIN 18334) zu beachten: Bei der Ermittlung des Raummaßes (m3) werden z. B • die größten Längen einschließlich der Zapfen und anderer Holzverbindungen • der volle Querschnitt ohne Abzug von Ausklinkungen, Aussparungen, Querschnittschwächungen o.Ä. zugrunde gelegt. Für die Abrechnung konstruktiver Stahlteile ist das Gewicht nach den entsprechenden Normen (Abschnitt 5 der ATV DIN 18360 Metallbauarbeiten, Schlosserarbeiten) zu bestimmen. Es wird nach Kilosumme abgerechnet. • Bei Abrechnung nach Längenmaßen (m) wird die größte Länge zugrunde gelegt, auch bei schräg geschnittenen und ausgeklinkten Profilen. Bei gebogenen Profilen wird die äußere abgewickelte Länge berechnet. • Bei Abrechnung von Einzelbauteilen nach Flächenmaß (m2) gelten die Maße des kleinsten umschriebenen Rechtecks.

Besondere technische Vorschriften für den Ingenieurholzbau

• Anforderung an den BrandSchall-, und Wärmschutz • Anforderung an lüftungstechnische und klimatechnische Randbedingungen • Holzschutz in Wohnräumen, Lagerräumen, Ställen oder im Aussenbereich • Feuchteschutz für die Transportund Montagezeit (Folienverpackungen oder Feuchteschutzim-

verschweißtes Stahlteil für räumlichen Knoten

Sonderleistungen

Sonderleistungen Bei der Planung eines Holzbauwerks fallen in der Regel viele Sonderleistungen an. Alle Leistungen, die nicht als Grundleistungen in der geltenden Honorarordnung aufgeführt sind, werden als »Besondere Leistungen« ausgewiesen. In der Vorplanung ist bereits der Mehraufwand für Konstruktionsentwürfe sichtbar gelassener Tragwerke zu honorieren, insbesondere, wenn Optimierungs- oder Wertungsansätze gemacht werden. Die Übernahme der Geometriefindung durch den Ingenieur stellt eine Sonderleistung dar. In der Genehmigungsund Ausführungsphase ist das Ermitteln besonderer Lasten und das Erstellen eines Nutzungsplans eine Sonderleistung. Als besondere Lasten werden Verkehrslasten z.B. von Gabelstaplern, Feuerwehr und Müllabfuhr gerechnet. Dynamische Berechnungen zur Berücksichtigung von Stoßzuschlägen und Schwingungsbeiwerten gehören zu besonderen Leistungen ebenso wie die Erfassung von Montage- und Transportzuständen. Das gleiche gilt für Explosionslasten, Trümmerlasten oder das Einarbeiten einer erforderlichen Erdbebensicherheit in der Ausführungsphase. Für vorgezogene Ausschreibungen beinhaltet das Aufstellen eines Lasten- bzw. eines Lastenübergabeplans zur Beurteilung der Baugrundverhältnisse einen erheblichen Mehraufwand. Der Ingenieurholzbau ist meistens mit einem überdurchschnittlichen Planungsaufwand verbunden. Oft werden dabei neuartige Details entwickelt, die als Sonderleistung zu honorieren sind. Besondere Aufmerksamkeit und Sorgfalt bei der Detailentwicklung ist bei freibewitterten Bauteilen notwendig. Weitere Sonderleistungen sind bei der Vorbereitung und Mitwirkung bei der Vergabe zu berücksichtigen. Die Beurteilung der Wirtschaftlichkeit der Konstruktionen in Bezug auf verschiedene bauphysikalische Anforderungen gelten als Sonderleistung. Dazu zählen: Brandschutz-, Schallschutz- und Wärmeschutznachweise. Planung des Brandschutzes

Eine im Holzbau sehr wichtige Sonderleistung ist die Bewertung

Tragwerk-Planung

und der Nachweis von geforderten Feuerwiderstandklassen F 30, F 60 oder gar F 90, in Absprache mit den Behörden. Bei der Verwendung geprüfter Bauteile können weitere Nachweise entfallen, wenn die Holzkonstruktion den dort angegebenen Feuerwiderstandsklassen entspricht. Der Nachweis geforderter Feuerwiderstandsklassen kann zu größeren Querschnitten und zu aufwendigeren Verbindungen führen, als diese für die statischen Werte erforderlich sind. Die Erfüllung der Brandschutzanforderungen muss in allen Planungsphasen beachtet werden, da nicht mit allen Konstruktionsarten auch Feuerwiderstandsklassen erreicht werden können. Der Nachweis nach geltender Normung und Zulassung kann mit Bemessungstafeln oder Programmen erbracht werden. Planung des Schallschutzes

Die Anforderungen an den Schallschutz sind nach geltender Normung und Zulassung in Absprache mit Bauherrn, Aufsichtsbehörden und Projektplanern zu definieren. Schallschutzmaßnahmen können sowohl gegen Lärm von außen als auch gegen innere Lärmquellen erforderlich werden. In beiden Fällen werden durch die geltenden Normen entsprechende Grenzwerte z.B. für den Luft- und Trittschall definiert. Die Anforderungen haben Einfluss auf die Wahl der Konstruktion, auf die Lastannahmen und die Bemessung der Bauteile. Planung des Wärmeschutzes

Durch entsprechende Normen sind die Anforderungen an den Wärmeschutz festgelegt. Für den Holzbau sind besonders die Anforderungen für den sommerlichen Wärmeschutz zu beachten, um eine künstliche Klimatisierung zu vermeiden. Bei der Detailentwicklung sind Wärmebrücken zu vermeiden. Auf die Winddichtigkeit der Außenhülle ist sorgfältig sowohl bei der Planung als auch während der Ausführung zu achten. Durchdringungen von Bauteilen und der Gebäudehülle müssen sorgfältig detailliert und ausgeführt werden, um Wärmeverluste durch offene Risse, oft bedingt durch das Schwind- und Quellverhalten von Holz, zu vermeiden.

Überprüfen von Ausführungsplänen

Bestands- und Dokumentationspläne

Zu den Sonderleistungen zählt auch das Überprüfen von Ausführungszeichnungen, die von bauausführenden Unternehmen ausgearbeitet wurden. Die Übereinstimmung muss sorgfältig beachtet werden, da häufig Fehlinterpretationen, Missverständnisse und Nachlässigkeiten zu Ausführungsmängeln führen. In diesem Zusammenhang ist besonders auf die Materialgütekontrolle im Ingenieurholzbau hinzuweisen.

Als besondere Leistungen sind die Verfassung eines Bauwerkbuches und die Erstellung von Bestandsplänen, sowie Projektbeobachtungen in Betracht zu ziehen. Dies gilt vor allem bei großen Spannweiten und neuartigen Tragkonstruktionen mit besonderen Details. Exakte Bestandszeichnungen sind eine notwendige Voraussetzung für die bauwerksgerechte Ausführung erforderlicher Reparaturen oder Änderungen nach der Ingebrauchnahme eines Bauwerks. Existieren solche Unterlagen nicht, so sind aufwendige Bauaufnahmen und schwierige Recherchen die Folge. Bei häufigen Nutzungsänderungen oder bei der Notwendigkeit einer laufenden Überwachung der Standsicherheit sind Bestandspläne besonders wichtig. Die Zeichnungen enthalten im wesentlichen Bauwerksabmessungen, Baustoffangaben und Lastannahmen. Diese Pläne entsprechen in etwa Konstruktionsplänen, jedoch ist die Bemaßung stark reduziert.

Pläne für die Bauabwicklung, Montage- und Gerüstpläne

Bei großen Spannweiten wie Hallen- und Brückenkonstruktionen sind Montagevorgänge genau zu planen. Montagepläne mit Angaben über Bauteillasten, erforderliche Krangrößen und Kranausladungen sind dafür ein geeignetes Hilfsmittel. Auf die Kennzeichnung und Vorbereitung von Anhängepunkten am Holzbauteil, sowie auf die während der Montage erforderliche Versteifung von schlanken Trägern oder Fachwerken ist zu achten. Weiter sind Abspannungen und Windsogsicherungen für die Bauzeit bis zur Montage der Aussteifungskonstruktion und der Fassaden wichtige Themen. Auch solche zeitlich begrenzt einzusetzende Konstruktionen sind in den Plänen mit Angabe der Details und der Ablaufbeschreibung zu definieren. Abwicklungs- und Zeitpläne

Um den reibungslosen Bauablauf und die rechtzeitige Fertigstellung eines Bauwerks zu gewährleisten, werden Terminpläne erstellt. Sie werden je nach Projekt vom Architekten, von den Firmen oder bei entsprechender Größe des Projekts von einem Sonderfachmann angefertigt. Die bekannteste Form von Terminplänen sind der Balkenund der Netzplan. Abwicklungspläne beinhalten neben der eigentlichen Baukonstruktion, die sie schematisch zeigen, die erforderlichen Nebenkonstruktionen wie Traggerüste und Baustelleneinrichtung mit Angabe über die Grundstücksgrenzen, Zufahrtswege, den Kranstandplatz und Schwenkbereich, sowie die Lage von notwendigen Strom- und Wasseranschlüssen.

Planung des baulichen Holzschutzes

Besondere Sorgfalt ist der Planung des konstruktiven Holzschutzes zu widmen. Die folgenden, wichtigsten Regeln sind zu beachten, um die Lebensdauer von Holzkonstruktionen zu steigern und die Unterhaltskosten zu verringern: • Holzteile sind auch im Inneren eines Bauwerkes vor Feuchtigkeit zu schützen. Feuchtegrade über 18 % sind zu vermeiden. • Schutz gegen Spritzwasser, Stützenfüße sollten mindestens 15 cm vom Boden abgehoben werden. • Bei bewittertem Hirnholz sind Schutzmaßnahmen vorzusehen. • Bewitterte, horizontale Flächen sollten weitgehend vermieden werden. • Kontaktstellen, in denen Wasser stehen bleiben kann, sind unbedingt zu vermeiden. • Planen von Entlastungsnuten, um unkontrollierte Rissbildung in den Holzquerschnitten zu verhindern und vor allem in den Rissen stehendes Wasser zu vermeiden. • Im Außenbereich sind prinzipiell feuerverzinkte Stahlteile, rostfreier Stahl oder Messing zu verwenden.

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Gütesicherung

Tragwerk-Planung

Gütesicherung von Herstellung und Lieferung

Materialgüte Die Ausführung des Tragwerkes auf Übereinstimmung mit den geprüften statischen Unterlagen sowie beim Holzbau auch die Kontrollen der einzubauenden Holzqualitäten ist vom Tragwerksplaner selbst, vom Prüfungsingenieur oder von einer Prüfbehörde zu kontrollieren. In Fällen, bei denen die Überwachung nach DIN 18 200 nicht möglich ist, muss sie von einem spezialisierten Institut vorgenommen werden. Hier können sowohl Probenentnahmen als auch zerstörungsfreie Prüfmethoden für die Gütesicherung in Betracht kommen. Holzfestigkeit Die Festigkeit von Vollholz, Brettschichtholz, Furnierschichtholz und von Holzwerkstoffen hängt im wesentlichen von der Rohdichte ab. Örtliche Schwächungen können durch Ästigkeit, Schrägfasrigkeit und Rissebildung auftreten, sie können aber auch fertigungsbedingt durch Keilzinkung oder Schäftung entstehen. Die zulässigen Festigkeitswerte sind anhand von Güteklassen den entsprechenden Bauvorschriften zu entnehmen. In speziellen Fällen kann man bei zuverlässigen zerstörungsfreien Prüfverfahren besondere Werte für hochbeanspruchte Bauteile ansetzen. Zerstörungsfreie Prüfmethoden Als Verbesserung der Ergebnisse einer visuellen Sortierung nach den physikalisch-mechanischen Kenngrößen von Schnittholz ist die Anwendung von zerstörungsfreien Prüfmethoden wie Pilodyn, Ultraschall, Impakt, Laserstrahlen und Streßgrading zu empfehlen. Letzteres ist geeignet, um die einzelnen Klassen trennschärfer zu unterscheiden und besonders die Hölzer, die für hoch belastete Bauteile vorgesehen sind, zu überprüfen. Dabei können sowohl Kennwerte wie der E-Modul für Durchbiegungsnachweise als auch die Dichte-Größen, welche eine direkte Abhängigkeit zu den Biegebruchfestigkeiten ergeben, ermittelt werden. Unter den verschiedenen Verfahren bringt die Ultraschallmessung als das wirtschaftlichste und trenn-

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schärfste Verfahren besonders aussagekräftige Ergebnisse. Hierbei wird die Geschwindigkeit und auch die maximale Amplitude einer niederfrequenten Ultraschallwelle (20 kHz) gemessen, die sich in einem Holzkörper ausbreitet. Die Durchlaufgeschwindigkeit korreliert mit dem Elastizitätsmodul (E ıı) und der zulässigen Biegespannung (σzul), die gemessene maximale Amplitude mit dem Auftreten lokaler Störungen. Mit entsprechenden Messgeräten können in den beiden Hauptrichtungen des Holzes Messungen vorgenommen werden. In Querrichtung lassen sich so Defekte im Holzgefüge wie z.B. Löcher oder Fäulnis in Baumstämmen, aber auch ab-gelöste Lamellen bei einem Brettschichtträger erkennen. In Längsrichtung wird das Elastizitätsmodul und die zulässige Biegespannung eines Holzbauteils bestimmt, wobei z.B. eine Schwächung des Querschnitts durch Äste oder unsaubere Keilzinkung in das Ergebnis einfließt. Auf der Basis des vorgegebenen Sicherheitskonzeptes kann dann ein deterministisches Modell auf die zulässigen Traglasten – ähnlich dem Grundbau – ermittelt und zugelassen werden. Mit der apparativen Sortierung mit zerstörungsfreien Prüfmethoden können hochfeste Kanthölzer aussortiert und in den höchstbeanspruchten Diagonalen, Pfosten o.ä. eingebaut werden. Die Sortierung kann einerseits schon im Sägewerk erfolgen und so gezielt hochfeste Balken bestellt und geliefert werden. Andererseits können aus einer hohen Anzahl gleicher Balken (z.B. Durchlaufpfetten) vor dem Abbund die festesten aussortiert und in den Endfeldern eingebaut werden. Zudem kann durch punktuelle Überprüfung der Holzfestigkeit im Bereich großer Querschnittsschwächung hochbelasteter Anschlüsse die Zuverlässigkeit des Tragwerks deterministisch nachgewiesen werden. In besonderen Fällen sind für Brettschichtholz stichprobenartig Zinkenverbindungen zu prüfen. Bei besonders hoch belasteten Tragwerken können auf der Baustelle vor der Montage Bauteile geprüft werden. Auf die Lage der Keilzinkungen und die Abstände der Keilzinkungen untereinander muss geachtet werden.

qualitative Streuung von Schnittholz – nach Sortierklassen

Zusammenhang zwischen E-Modul und Bruchspannung von 200 Fichtenbalken bei einer Holzfeuchte von 16%

qualitative Streuung von Schnittholz – nach Querschnitten

Korrelation zwischen Biegebruch-Spannung und Ultraschall-Geschwindigkeitsmessung

Kontrollen

Eurocode 5 Der Eurocode 5 baut auf dem probabilistischen Sicherheitskonzept auf. Anstatt mit zulässigen Spannungen arbeitet man mit »Grenzzuständen der Tragfähigkeit«. Dabei werden die Bemessungswerte der Tragfähigkeit den Bemessungswerten der Einwirkung gegenüber gestellt. Zu den Bemessungswerten gelangt man durch die Multiplikation der charakteristischen Werte mit Teilsicherheitsbeiwerten. Nach dem Eurocode 5 werden in Zukunft die Festigkeitsklassen C 14 bis C 40 nach visueller oder maschineller Sortierung unterschieden. Weiter werden Rohdichteklassen D 290 bis D 900 in kg/m3 als charakteristische und zerstörungsfrei prüfbare Kennwerte, die E-Moduln und die zulässigen Spannungen differenziert. Besondere Sortierklassen für Holz, das für die Herstellung von BSH verwendet wird, unter Berücksichtigung der Holzfestigkeit und Keilzinkenart sollen dem Ingenieur als weiterreichende Grundlage für eine zuverlässige Bemessung von Holzbauteilen dienen. Die Unterscheidung mit größerer Trennschärfe, als es die zurzeit geltenden Klassifizierungen zulassen, soll dann möglich sein.

Tragwerk-Planung

Im Betrieb

Holzqualität visuell

Ästigkeit, Jahresringbreite, Schrägfestigkeit, Harztaschen, Reaktionsholz, Überwachung, Wuchsmerkmale, Bläue, Rotsteifigkeit, Pilzbefall, Insektenbefall

Holzqualität apparativ

Elastizitätsmodul, Dichte, daraus Rückschlüsse auf Bruchwahrscheinlichkeiten (durch Versuche, Pylodin, Ultraschall, usw.)

Holzfeuchte

Lieferung, Abbund

Verbindungen, Verbindungsmittel

Ausführungskontrolle Die Güteüberwachung im Werk und auf der Baustelle ist in Zukunft in der Liberalisierung des europäischen Marktes von besonderer Bedeutung für die Wettbewerbsfähigkeit des Holzbaues.

mit Messgerät, Darrversuch

Querschnittsmessungen, Toleranzen, Risse, Bohrungen, Fugen.

Übereinstimmung mit den Werkstattplänen, Anzahl, Größe, Anordnung, Passgenauigkeit, Stahlgüte, Qualität der Schweißnähte, Korrosionsschutz

Schutzmaßnahmen

Imprägnierung, Farbanstriche, Schutz gegen Feuchtigkeit und Verunreinigung während Transport und Montage, Kantenschutz

Leimbedingungen

Raumtemperatur, Raumfeuchtigkeit, Leimqualität, Leimauftrag, offene Zeit des Leims, Pressdruck, Pressdauer, Aushärtezeit

Herstellung von BSH

Lamellenabmessung, Lamellensortierung im Querschnitt, Lamellenfeuchtigkeit, Lamellentemperatur, Lamellenoberflächen, Keilzinkung, Anordnung der Lamellen im Querschnitt

Abbund von Bindern

Maßgenauigkeit, Risse, Aufbau, Lage der Keilzinkungen, Flickstellen, Oberflächenerscheinung (gehobelt, egalisiert, geschliffen)

Auf der Baustelle

Qualität von Material, Abbund usw. wie oben beschrieben

Ultraschall-Messgerät

Zwischenlagerung

Schutz vor Feuchtigkeit, Lagerung mit Stapelhölzern

während der Montage keine Bohrungen und Einschnitte ohne Rücksprache mit dem Ingenieur, Standsicherheit gegen Knicken, Kippen, Wind- und Sturmeinflüsse, exaktes Ausrichten von Stützen und Bindern vor dem Einbau von Wind- und Aussteifungsverbänden, im Sonderfall: Überprüfung der Standsicherheit von Montagehilfen

automatische Sortierung nach der Ultraschallmethode in einer Industrieanlage

bei Fertigstellung

sofortiges Schließen und Abdichten der Außenwandfläche, langsame Erhöhung der Temperatur, um Schwindrisse zu vermeiden

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Sanierung

Tragwerk-Planung

Restaurierungs- und Sanierungsmethoden Zur Erhaltung von vorhandener besonders alter Bausubstanz empfiehlt sich eine regelmäßige Kontrolle des Zustandes, um erforderliche Maßnahmen rechtzeitig zu erkennen. Wird dies versäumt, kommt es nicht selten zu großen und teuren Reparaturmaßnahmen. In solchen Fällen beginnt man mit der Analyse des Bauzustandes. Hierfür stehen verschiedene Techniken zur Verfügung, mit deren Hilfe die Ursache und das Ausmaß des Schadens festgestellt werden kann. Dazu zählen die Thermographie, die Bohrkernentnahme und die Endoskopie bei schwer zugängigen Stellen am Bauwerk. Morsche Balkenköpfe am Auflager in Mauerwerknischen sind ein häufiger Schaden bei historischen Konstruktionen, der mit Ultraschall erfasst werden kann. Das Ergebnis der Analyse wird in Form einer Dokumentation zusammengefasst. Sie enthält Aussagen über den Zu-stand der einzelnen Bauteile, über die vorhandene oder geplante Nutzung, über die Maßnahmen die erforderlich sind, um die Nutzung weiterhin zu ermöglichen und über die Kosten der vorgeschlagenen Maßnahmen. Nachfolgend ist stichpunktartig die Vorgehensweise bei der Sanierung einer Fachwerkskonstruktion beschrieben: Entscheidungsgrundlagen • derzeitige und künftige Nutzung • Grobaufnahme • konstruktiver und normaler Wert • Kostenschätzung Planungsschritte • Bauaufnahme • Dokumentation • Schadenskatalog • Beschreibung • Zielformulierung • Planung • Sanierungsmaßnahmen: Trockenlegung, Freilegen, Ergänzen, Erneuern: Gefüge, Dach, Gefache. Modernisierungsmaßnahmen • Umnutzung • Statik • Wärme-, Schallschutz, • Holzschutz • Haustechnik • Ausbau

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Der Planungs- und Arbeitsablauf hat in etwa die nachfolgend aufgelistete Reihenfolge: Entscheidungsgrundlagen • ursprüngliche Nutzung • derzeitige Nutzung • Gebrauchswert, Geschichtswert • Aufmaß-Erstellung • grobe Bauaufnahme • formaler und konstruktiver Wert • Bedeutung für das Ortsbild • Nutzung und Zielvorstellungen • Rentabilität einer Erneuerung • erforderliche öffentliche Mittel • Vorbesprechung mit Baubehörde und Denkmalpflege Dokumentation • Fotodokumentation einschließlich Umgebung • Freilegen der Konstruktion • Vermessen, Bauaufnahme • Schadensermittlung • Baubeschreibung, Baugeschichte

Aufnahme der Restfestigkeiten

Für den Ingenieur stellt die Einschätzung der noch vorhandenen Restfestigkeiten ein wesentliches Problem dar. Hierzu gibt es apparative und zerstörungsfreie Prüfmethoden wie Pilodyn und mit Impakt- oder Ultraschallgeräten. Damit können die vorhandenen E-Moduln und Bruchwahrscheinlichkeiten sehr viel genauer ermittelt werden, als dies mit visuellen Holzfestigkeits-Schätzungen möglich ist. Mit diesen Methoden wird eine sehr gute Grundlage für die Beurteilung des erforderlichen Sanierungs- und Restaurierungsaufwandes erreicht.

Messung des Fäulnisanteils eines Baumstammes mit Hilfe der Ultraschallmethode

6000 5800

Δ Vusft 2

5600

R = 0.72

5400 5200

Sanierung Rohbau • Rekonstruktionszeichnungen • Rekonstruktionsbeschreibung • Katalog der Schadensteile • Restaurierungsplanung • abstimmen mit Baubehörde und Denkmalpflege • abstimmen mit Fachingenieuren • Leistungsverzeichnis • Kosten der Sanierung • Finanzierungsplan Modernisierungsplan • Zielvorstellung, Zielsetzung • Nutzungsplanungen • Leistungsbeschreibung • Kosten der Modernisierung • Finanzierungsplan • Rentabilitätsberechnung • Bauzeitplan, Stufenplan • Ausführung • Ausführung nach Stufenplan • Abrechnung • Erfolgskontrolle Der Ausbau und die experimentelle Untersuchung von Proben im realen Maßstab ist zur Kalibrierung der zerstörungsfreien Untersuchungen empfehlenswert. Im Anschluss ist es möglich, durch die zerstörungsfreien Messungen jedes Element individuell zu untersuchen und über den Austausch nicht zuverlässiger Bauteile oder deren Verstärkung mit Verbundsystemen, wie z.B. mit Holzplatten oder dem HolzBeton-Verbund, zu entscheiden.

5000 4800 4600 4400 4200 4000 15

20

25

30

35

40

MOR Korrelation zwischen der Geschwindigkeit des Ultraschalls und der Biegefestigkeit von Trägern einer alten Holzkonstruktion

In-situ-Messung der verbleibenden Festigkeiten der tragenden Bauteile mit der Ultraschallmethode

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Sanierungs- und Verstärkungsmethoden

Sanierung von Rissen

ausleimen schlecht vorgebohrter Stabdübellöcher am Fuß einer Stütze

Am Holz können Risse oder auch Brüche von Trägern vorkommen. Als Ursache kommen Witterungseinwirkung, bauphysikalische Einflüsse, Konstruktionsfehler oder fehlende Sorgfalt bei der Herstellung, Abbund und Montage in Betracht. Hier empfiehlt sich das Auspressen der Risse mit EpoxidHarz. Aufgrund der Haftung und der Festigkeit des Leimes können Risse bis zu 5 mm Dicke geschlossen werden. Dabei ist darauf zu achten, dass der Leim entsprechend der bauaufsichtlichen Zulassungen mit geeigneten Füllern gemischt wird, um kraftschlüssige Verbindungen zu erzielen. Sanierung von Schäden an Holzkonstruktionen

stumpf angesetzter Balkenkopf aus Reaktionsharz-Beton mit GFK-Armierung,

Erweist sich das Auswechseln von Konstruktionen oder Konstruktionsteilen zu schwierig, können einzelne Schadensstellen mit Hilfe des bauaufsichtlich zugelassenen Beta-Verfahrens repariert werden. Dieses Verfahren sieht vor, Fehlstellen mit Zweikomponenten-Epoxid-Harzmörtel und Glasfaserarmierung auszubessern. Sind ganze Holzteile zu ersetzen, können die alten und neuen HolzQuerschnitte mit Hilfe sogenannter Auspressdübel kraftschlüssig verbunden werden. Verstärkung bestehender Holzkonstruktion

Beispiel einer Holz-Holz-Ergänzung bei Sparren

Ausbildung eines Stumpfstoßes mit Verpressdübel

Beispiel einer Holz-Holz-Ergänzung mit Verpressdübel

Bei der Restaurierung alter Holzkonstruktionen werden Verstärkungen – in der Regel verursacht durch neue Nutzungen mit höheren Lasten und Anforderungen – notwendig. Eine prinzipielle Verstärkungsmaßnahme besteht im Addieren von Holzquerschnitten, um die Biegeund Schubsteifigkeit sowie die Traglasten zu erhöhen. Holz-Holz-Verbundquerschnitte Vorhandene Balken und anzuschließende Querschnitte aus Vollholz, Furnierschichtholz oder Sperrholz können mit Nagelpressleimung zu gemeinsam tragenden Querschnitten verbunden werden. Neuere Entwicklungen sehen die Herstellung von plattenbalkenförmigen Verbundquerschnitten vor. So kann z.B. eine vorhandene Balkenlage durch das Aufbringen einer Sperrholz- oder Furnier-

Tragwerk-Planung

schichtholzplatte verstärkt werden. Holz-Beton-Verbundquerschnitte Bestehende und nicht zu korrigierende Durchbiegungen der Deckenbalken können durch das Aufbringen einer Betonschicht ausgeglichen werden. Dabei sollte eine Verdübelung zwischen Beton und Holzbalken vorgesehen werden, um zusammen mit dem Beton eine möglichst große Steifigkeit zu erreichen. Die Verbundwirkung von Rippen- bzw. Rippenplattenquerschnitt mit einer mittragenden Betonplatte auf Druck ergibt einen wirtschaftlichen Querschnitt. Er erfüllt als Plattenbalkenquerschnitt mehrere Anforderungen gleichzeitig: • hohe Steifigkeit auch gegen Schwingungen • hohe akustische Anforderungen, bis 60 Dezibel • hohe Brandwiderstandsdauer, F30; F60; F90 Holz- und Holzwerkstoffe sind tragend, jedoch als verlorene Schalung eingesetzt. Weiter kann im Vergleich mit einer Betonvollplatte das Eigengewicht stark reduziert werden. Die Problematik der Holz-Beton-Verbundplatte besteht in der Wirtschaftlichkeit der Verbindungsmitteltechnik, bzw. der Kraftschlüssigkeit der Verbindung zwischen der auf Biegung beanspruchten Holzrippe und der auf Druck beanspruchten Betonplatte. Konventionelle Verbindungsmittel wie einseitige Ringdübel, Schrauben usw. sind möglich, ergeben jedoch insbesondere auf Langzeitbelastung hohe Verformungen infolge Schwindens des Betons, Kriechens des Betons, Kriechens der Holzverbindung als auch Kriechens der Holzquerschnitte. Bei den heute bekannten Verbundquerschnitten Holz-Beton erscheint zudem die Lasteintragung der Schubkräfte in die Betonplatte konstruktiv nicht optimal. Weitere Vorteile der Holz-BetonVerbundbauweise liegen in den erreichbaren, relativ guten Werten für Schallschutz, Brandschutz und der Unempfindlichkeit gegenüber Wasserschäden. Laminieren von Querschnitten Höhere Tragfähigkeiten sind auch im Holzbau durch das nachträgliche Laminieren tragender Bauteile mit Glasfaser- oder sogar Kohlefasergewirken zu erreichen.

Verstärkung von Balken einer historischen Holzkonstruktion mit Furnierschichtholzplatten

verschiedene Möglichkeiten für die Verbindung bei der Holz-Beton-Verbundbauweise

einseitige Einlassdübel

schrägliegende Dübel

vorgespannte Dübel mit Kerbe

Holz-Beton-Verbunddübel

vorgespannter Dübel in Kerbe

Belastungsversuch einer Holz-BetonVerbund-Platte

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Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen

Tragwerk-Planung

Schwindverformungen

Schwindriss

Markstrahlen

Profile für Stützen

Rundholz mit vier radial angeordneten Entlastungsnuten

Rundholz sägegestreift mit Entlastungsnut bis zum Herz

Rundholzrohr, Kernholz ausgebohrt oder -gesägt

Dreiviertelrundholz

Rundholzsegment mit Spannkeil

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Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen Rundholz und daraus zusammengesetzte Querschnitte Rundholz und Profilholz aus Rundholz als gewachsene Form des Baustoffs Holz können in verschiedensten Konstruktionen wirtschaftlich eingesetzt werden. In landwirtschaftlichen Bauten (Mastbauweise), Brücken und Turmkonstruktionen, bei Kinderspielplätzen, Schallschutzwänden, Stützmauern, Telefon- und Stromleitungsmasten ist Rundholz ein billiges und gut im Kesseldruckverfahren imprägnierbares Baumaterial. Wesentlicher Vorteil der Verwendung des Rundholzes sind die höheren Festigkeiten, da der natürliche Faserverlauf nicht angeschnitten wird. Der große Nachteil, der in der unkontrollierten Rissbildung liegt, kann durch die Anordnung von Entlastungsnuten und Profilierung gemindert werden. Schnellere Trocknung und bessere Imprägnierbarkeit werden dadurch gefördert. Durch Verwendung von sägegestreiftem Holz als Profilquerschnitt kann die störende Abholzigkeit kompensiert werden. Zudem entstehen ebene Anschlussflächen für Verbindungsmittel. Die Abholzigkeit kann außerdem durch zylindrisches Schälen von Stämmen, insbesondere von Schwachholz, welches normalerweise als Brennholz verwendet wird, sehr wirtschaftlich behandelt werden. Zylindrische Querschnitte lassen sich in einem Arbeitsgang profilieren und mit Entlastungsnuten versehen. Profilquerschnitte können als Verbundquerschnitte zusammengesetzt werden, um als Stützen oder Balken mit erhöhtem Trägheitsmoment zu wirken. Als Verbindungsmittel stehen hierzu Nägel und Stabdübel zur Verfügung. Insbesondere auf Druck beanspruchte Verbundquerschnitte für Stützen, Stabbündel und andere mehrteilig zusammengesetzte Bauteile ergeben vorteilhafte Einsatzmöglichkeiten. Selbst hochbelastete Bauteile wie Geschossstützen eignen sich dazu.

Verbundquerschnitte für Stützen und Wände aus Rund- und Profilholz

aus zwei sägegestreiften Rundhölzern

Pergola aus Rundholz

aus zwei Halbrund- und einem Kantholz z. B. für eingespannte Stützen zusammengesetzte, sägegestreifte Rundhölzer mit Entlastungsnuten

aus Bohlen oder Tafeln mit Viertelrundhölzern

Stabwand aus sägegestreiftem Rundholz

Wand aus verdübelten Segmentrundholzquerschnitten mit Entlastungsnut

Wand aus verdübelten, sägegestreiften Rundholzquerschnitten mit Entlastungsnut

Blocksteinbauweise aus liegenden sägegestreiften Rundholzquerschnitten

Blocksteinbauweise aus liegenden sägegestreiften Rundholzquerschnitten

Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen

Verbundquerschnitte für Träger und Decken aus Rund- und Profilholz

Stützmauer aus sägegestreiftem Rundholz Träger mit Entlastungsnut bis zum Herz

Druckpfosten eines unterspannten Systems aus Rundholz

Dreiviertelrundholz

Tragwerk-Planung

Die Verwendung von zylindrischen Rundholzquerschnitten ist durch die Begrenzung der QuerschnittsAbmessungen auf Stützweiten von 12 m beschränkt. Verdübelte Verbundquerschnitte ergeben durch den Einbau einer Überhöhung und bei schmalen Profilen wirtschaftliche Querschnitte. Durch die Überhöhung wird der Anfangsschlupf der Verbindungsmittel weggenommen, wodurch ein höheres wirksames Trägheitsmoment erzielt wird. Bei zusammengesetzten Querschnitten lassen sich ausgeklinkte Auflager besonders leicht herstellen.

Segmentrundholz

Verbundquerschnitte für Träger bei Holz-Beton-Verbunddecken

traditionelle Dipplbaumdecke

herzgetrennt, sägegestreift und mit Entlastungsnut als Zugquerschnitte und verlorene Schalung bei Holz-Beton-Verbunddecken

verdübelter Träger in verschiedenen Ausführungsvarianten

Herstellung von verdübelten Trägern in der Werkstatt

herzgetrennter Querschnitt Herstellen verdübelter Balken mit Überhöhung

als Zangen

verdübelter Balken: Montage-Unterseite ist Einbau-Oberseite. wegen konstruktivem Holzschutz sind die Dübellöcher nicht durchgebohrt

sägegestreift, herzgetrennt und mit Entlastungsnut als Dach oder Decke

verdübelter Balken: Dübellöcher nicht durchgebohrt damit unten nicht sichtbar

verdübelte Querträger

verleimte Träger

Holz-Beton-Verbunddecke aus Rundholzquerschnitten für bogentförmige Tribüne

sägegestreift mit Entlastungsnut als Vollholzdecke

Anschluss verdübelter Träger auf Pfette

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Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen

Tragwerk-Planung

Stützenquerschnitte aus Kantholz

quadratisch mit Entlastungsnuten

Kreuzquerschnitt

Kreuzquerschnitt aus herzgetrennten Profilen mit Entlastungsnut

Kantholz und daraus zusammengesetzte Querschnitte Einer der geläufigsten Querschnitte im Holzbau ist der Kantholzquerschnitt. Seine Anwendung ist allerdings wegen der Querschnitt-Abmessungen und der Stammlängen auf Längen bis 8 m begrenzt. Die nachteilige Rissbildung und die Verdrehung durch das natürliche Schwinden, vor allem bei großen Querschnitten mit Herz, können durch Entlastungsnuten und Profilierung wesentlich gemindert werden. Nuten und Profilierung, die dem natürlichem Wuchs folgen, haben den Vorteil, dass die Schrägfasrigkeit durchgeschnitten wird, Verdrehungsgefahr und Rissbildung dadurch vermieden wird und die Nachtrocknung zu einem schnelleren Ergebnis führt. Aus den verschiedenen Profilquerschnitten können Verbundquerschnitte für Stützen und Träger in großer Vielfalt zusammengesetzt werden. Vom Kreuzquerschnitt, Winkelquerschnitt bis zu entsprechenden Verbundquerschnitten für Stützen im Skelett- und Hallenbau ergeben sich durch die Profilierung gute Anschlussmöglichkeiten für Fassaden, Türen und Fenster. Kantholzquerschnitte mit Entlastungsnuten können mit Herz verwendet werden, wodurch größere Querschnitte möglich sind. Eine Entlastungsnut vermindert zudem die Gefahr des Aufreißens des Holzquerschnittes in der schubbelasteten Fuge. Die Berücksichtigung des Jahrringaufbaus bei Zangen mit Entlastungsnuten empfiehlt sich.

Verbundquerschnitte für Stützen aus Schnittholz

aus herzgetrennten Kanthölzern mit Entlastungsnut innnen

dreiteilige Stütze eines aufgelösten Rahmens Å-Profil aus Kanthölzern zusammengesetzt

Ecklösung mit Kreuzstütze Kreuzquerschnitt aus drei Kanthölzern

Quadratischer Querschnitt aus einer Bohle und vier Kanthölzern

gute Anschlussmöglichkeiten bei Kreuzstützen aus Winkelhölzern

Verbundquerschnitte für Wände aus Schnittholz

Winkelquerschnitt

Winkelquerschnitt groß

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Auflagermöglichkeit des Trägers bei zusammengesetzter Stütze

aus Brettern oder Bohlen, genagelt gedübelt, geschraubt oder geleimt

handwerkliche Herstellung von Brettstapelelementen

aus herzgetrennten Querschnitten mit Entlastungsnut

industrielle Herstellung von Brettstapelelementen

Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen

Querschnitte für Träger aus Schnittholz

Rechteckquerschnitt mit Entlastungsnut bis zum Herz

Träger aus Kanthölzern mit Entlastungsnut

herzgetrennte Querschnitte mit Entlastungsnut aus stehenden Brettern zusammengesetze Träger, je nach Spannweite 2, 3, 4 - Bretter je Träger

Tragwerk-Planung

Profilholz und Verbundquerschnitte aus Schnittholz

Ebenso wie Rundhölzer sind Kanthölzer und Bohlen in einer großen Vielfalt von Profilquerschnitten wie z.B. }-; Å-Querschnitte oder durchgehende Platten zusammensetzbar. Als Verbindungsmittel empfehlen sich Nägel, Schrauben oder Nägel mit Nagelpressleimung. Bei der Verarbeitung ist jedoch auf die Holzfeuchte zu achten. Sie sollte 16 –18%, bei Verleimung 15%, nicht überschreiten. Bei Decken oder hochbelasteten Deckenkonstruktionen bieten sich Verbundkonstruktionen aus Profilquerschnitten auch mit Beton an. Verschiedene Holzarten und Qualitäten lassen sich miteinander abstimmen, Detail- und Auflagerprobleme können wirtschaftlich gelöst werden. Die Verwendung von Profilholz bietet dem Ingenieurholzbau weitere Variationsund Einsatzmöglichkeiten in wirtschaftlicher Bauweise.

Profile aus Brettern und Bohlen

mit Entlastungsnut

als Nut und Feder, verleimt

Riftquerschnitte Verbundquerschnitte für Decken aus Schnittholz

mit unterschiedlicher Geometrie für anzuschließende Konstruktionen

aus Brettern oder Bohlen, genagelt gedübelt, geschraubt oder geleimt

als Auflager für Nebenträger

aus Rechteckquerschnitten mit Entlastungsnut bis zum Herz

bei Holz-Beton Verbunddecken

aus herzgetrennten Querschnitten mit Entlastungsnut

Bohlendecke mit Betonverbund auf dem Prüfstand

Brettstapeldecke in einem Wohnhaus

Verbundquerschnitte für Träger aus Schnittholz

Bohlenverbunddecke auf dem Prüfstand

Stabsteinwand aus stehenden Kantholzabschnitten

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Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen

Tragwerk-Planung

Fertigung

Brettschichtholz (BSH)

Die Entwicklung der Leimbauweise hat es dem Ingenieur ermöglicht, größere und statisch günstigere Querschnitte zu verwenden. Damit sind auch Belastbarkeit und Spannweite von Holzkonstruktionen wesentlich gestiegen.

Träger mit einer Breite b ≤ 220 mm

Aufbau mit zweiteiligen Brettlagen, Schmalseiten nicht verleimt, b > 220 mm

Aufbau zweiteilig, blockverleimt, b > 220 mm

Aufbau vergüteter Querschnitt: höherwertige Sortierungen für die äußeren Lamellen

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Holzart und Leime Brettschichtholz wird in der Regel aus Nadelholz gefertigt, da es sich leicht verarbeiten lässt und die Anforderungen von Festigkeit und Dauerhaftigkeit erfüllt. Am geläufigsten ist Fichtenholz. Gelegentlich kann auch Kiefernholz, Lärche oder Douglasie verwendet werden, wenn besondere Ansprüche an die Imprägnierbarkeit und Witterungsbeständigkeit gestellt werden. Harthölzer sind schwierig und nur mit Unsicherheiten bezüglich der Leimfestigkeiten zu verarbeiten. Zur Verleimung werden heute Harnstoffharze, Resorcinharze und Epoxidharze verwendet. Für normales Innenraumklima genügt bei der Herstellung von Brettschichtholz die Verleimung mit Harnstoffharz. Der Leim ist wasserfest und zeichnet sich durch seine helle Farbe gegenüber dem Holz kaum ab. Für Bauteile, die häufig der Witterung, hohen Temperaturen und stark wechselnden Klimabedingungen ausgesetzt sind, müssen Leime auf der Basis von Resorcinharz verwendet werden. Sie sind an der dunkelbraunen Leimfuge zu erkennen. Produktionsbedingungen Brettschichtholz herstellende Firmen haben genaue Auflagen und Gütevorschriften, um eine große Zuverlässigkeit der hochbeanspruchten Brettschichthölzer zu gewährleisten. Als Voraussetzung wird die Verwendung von trockenen Brettern für Brettschichtholz verlangt, wobei die Einbaufeuchte nicht mehr als 3% von der zu erwartenden Ausgleichsfeuchte abweichen sollte. Die Bretter werden deshalb vor dem Verleimen technisch getrocknet, nach visuellen Kriterien aussortiert und mit einer Keilzinkung gestoßen. Die Temperatur und die Luftfeuchte während der Produktion in der Halle sind ständig zu überwachen. Die Kontrolle geschieht durch Selbst- und Fremdüberwachung.

In den Ausschreibungsunterlagen ist auf die Einhaltung der entsprechenden Kriterien hinzuweisen. Holzgüte Die Güteklasse nach der Tragfähigkeit und die Beurteilung der Ästigkeit sind in DIN 4074 Teil 1 »Sortierung von Nadelholz nach der Tragfähigkeit; Nadelschnittholz« festgelegt, und deren Anwendung für Brettschichtholz ist in DIN 1052 Teil 1 »Holzbauwerke, Berechnung und Ausführung«, geregelt. Die an den Oberflächen auftretenden Schwindrisse sind werkstoffbedingt und bis zu einer Tiefe von etwa 1/6 der Bauteilbreite durch die genormten zulässigen Spannungen abgedeckt. Besondere Ansprüche an die Beschaffenheit der Oberfläche nach ästhetischen Gesichtspunkten sind stets gesondert zu vereinbaren. Beim Entwurf ist darauf zu achten, dass zulässige Querspannungen und die Mindestkrümmungsradien eingehalten werden. Brettschichtholz-Abmessungen Breiten und Höhen von Brettschichtholz-Querschnitten sind durch die Größe der Hobelmaschine begrenzt. Die Länge der Brettschichtträger sind vom Transport abhängig. Gerade Träger können bei günstigem Straßenverlauf zwischen Herstellungs- und Montageort bis zu 60 m lang transportiert werden. Bei gekrümmten Trägern ist die Transport- bzw. Stichhöhe von der Straßenbreite und der Durchfahrtshöhe abhängig. Sie sind auf 4,2 m für Normaltransport und zwischen 4,8 m und 6 m für Sondertransporte begrenzt. Die Trägerhöhe sollte auf 2 m begrenzt sein, um hohe Spannungsspitzen im Zugbereich zu vermeiden. Die Schlankheit von b/h = 1:10 sollte nicht überschritten werden. Schutzanstrich Bauteile aus Brettschichtholz, die im Innenraum sichtbar bleiben, benötigen nach heutigen Erkenntnissen keinen chemischen Holzschutz. Sind sie der Witterung unmittelbar ausgesetzt, was möglichst zu vermeiden ist, so ist ein sorgfältiger chemischer Holzschutz erforderlich, der nach dem Auftreten der unvermeidlichen Schwindrisse zu wiederholen ist.

Keilzinkungen

rechtwinklige Ausklinkung ohne Verstärkung

rechtwinklige Ausklinkung mit Verstärkung

schräge Ausklinkung

Verstärkung mit eingeleimten Gewindestangen oder Betonstahl

rechtwinklige Ausklinkung

Abschrägung nach DIN 1052, Teil 1, Abschnitt 8.2.2

Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen

Stützformen im Schnitt

Anschluss Rundstütze Träger, beide BSH

rund Ø > 220 mm

quadratisch b > 220 mm Kreuzstützen mit Kopfbändern

kreuzförmig verzweigte Stütze aus BSH

Tragwerk-Planung

Querschnittformen Die einfachsten und geläufigsten Querschnittformen sind die Rund-, Quadrat- und Rechteckquerschnitte. Profilquerschnitte können durch Nagelpressleimung oder durch das Zusammenleimen von Einzelquerschnitten hergestellt werden, bedürfen jedoch besonderer Überwachung und Sorgfalt beim Verleimen und Entfernen von Leimperlen. Profilquerschnitte können auch als Verbundstützen mit mechanischen Verbindungsmitteln hergestellt werden. Der Schlupf verringert jedoch erheblich das wirksame Trägheitsmoment und damit den Trägheitsradius für den Knicknachweis. Die Herstellung von runden Brettschichtholzstützen auf der Drehbank ist in Sonderfällen möglich. Ansichtformen Die Stützen sind in der Ansicht unterschiedlich formbar und können über die Höhe variiert werden, um sich den statischen Anforderungen anzupassen. Die Herstellung d.h. Verleimung und Abbund sind mit besonderer Sorgfalt auszuführen. Anschnitte von Holzfasern sind zu vermeiden oder mit Decklamellen zu schützen.

Stützformen in der Ansicht

eingespannte Stütze in Beton

eingespannte Stützen

Å-Profile

gelenkig gelagerte Stütze

eingespannte Stütze – Windaussteifung aufgelöste Dreieckstütze

Sonderform einer Kreuzstütze

Kreuzstütze

Sonderform einer Kreuzstütze

Sonderformen

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Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen

Tragwerk-Planung

Brettschichtträger im Schnitt

Trägerformen Brettschichtträger lassen sich in der Längsform besonders gut an den Momentverlauf anpassen. Sie sind gemäß den statischen Anforderungen gestaltbar. Bei gekrümmten Trägern sind die formbedingt auftretenden Querzugspannungen zu berücksichtigen. Der Krümmungsradius ist begrenzt, kann jedoch mit der Lamellendicke beeinflusst werden. Die vielfältige Gestaltbarkeit der Längsformen erlauben es, Tragsysteme als Rahmen, Gelenkzüge oder Hängeträger auszubilden.

Zusammengesetzte Querschnitte

Rahmenstütze und -träger zweiteilig, dazwischen einteilige Diagonale

}-Querschnitte

6 ≤ b ≤ 20 cm

Sonderformen Bei Randgliedern von HP-Schalen, Rippen von doppelt gekrümmten Flächentragwerken und Treppenwangen können verleimte Querschnitte gedrillt und doppelt gekrümmt hergestellt werden. Die aufwendige Verleimung erfordert eine räumliche Lehre für die Brettschichtpressen.

b ≤ 20 cm

20 ≤ b ≤ 22 cm

Zusammengesetzte Querschnitte Verleimte Profilquerschnitte werden durch Aufleimung der Gurte mit Nagelpressung oder durch Verleimen im Leimbett hergestellt. Große Querschnitte sind mit besonderer Sorgfalt und Überwachung zu verleimen. Die Blockverleimung stellt heute die gebräuchliche, da wirtschaftlichere Herstellung breiter Leimholzbinder (b > 22 cm) dar. Zusammengesetzte Querschnitte, insbesondere I-Träger sind unter Berücksichtigung besonderer Anforderungen wirtschaftlich. Weitere Kombinationsmöglichkeiten sind Träger mit BSH-Gurten und Holzwerkstoffstegen sowie mit BSH-Stegen und Holzwerkstoffplatten bis hin zu Plattenbalkengeometrien.

Hauptträger zwischen zweiteiliger Stütze

Hutquerschnitt, Kastenquerschnitt

}-Querschnitt als Sparren, Å-Querschnitt als Stütze

Å-Querschnitt

Å-Querschnitte aus Brettschichtholz

22 ≤ b ≤ 28 cm

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Blockverleimung vertikal

Blockverleimung horizontal

U-Querschnitt

Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen

Längsformen von Träger

Riegel einteilig, Stütze und Strebe zweiteilig

Riegel einteilig, Stütze zwei- oder dreiteilig, mit Zugband

Bauformen von Brettschichtträgern Die Formbarkeit von Brettschichtträgern durch die verstellbaren Leimpressen ist ein wesentliches Wirtschaftlichkeitskriterium. Gerade, geknickte, überhöhte und gekrümmte Bauformen sind mit geringem Mehraufwand zu verleimen. Randbedingungen bezüglich Krümmungsradien und Abminderungen in den Keilzinkungen sind nach DIN 1052 zu beachten. Spannungsüberlagerungen an geneigten Rändern, insbesondere Querzugspannungen in geneigten, auf Zug beanspruchten Rändern sind zu vermeiden. Auf Transportmaße sollte man bereits in der Konzeption achten. Die Längsformen von Trägern können zu Rahmen zusammengesetzt werden, die Längsformen von Stabzügen zu Dreigelenk-Stabzügen, Durchlaufsystemen und zu Rahmen und Bogen. Bei besonders großen Spannweiten sollten Hängesysteme in die Überlegungen einbezogen werden.

Tragwerk-Planung

Bauteile für Stabzüge, Rahmen, Bögen usw.

Träger mit biegesteifen Rahmenecken

überhöhter Brettschichtholzträger

Satteldachträger

Rahmenbinder als Tragrippen eines Faltwerks rechteckiger Träger zu zwei Pultdächern geteilt

Satteldachträger mit gekrümmtem Untergurt

einfach gekrümmte Brettschichtholzträger als Primärtragwerk

Träger mit Querdruck

Träger mit zweifacher Krümmung

Hängeträger radial angeordnet, mit Druckringen zu einer Hängeschale ausgebildet

einfach gekrümmte Träger und Hängeträger

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Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen

Tragwerk-Planung

Trägerformen

Brettschichtholzträger im Druckbereich mit Furnierschichtholz verstärkt

Stegträger aus Furnierschichtplatte und Kanthölzern oder BSH

Kastenquerschnitt genagelt oder geleimt

verstärkter Kastenquerschnitt

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Stegträger Stege aus mehreren Brettlagen, die gekreuzt miteinander verleimt sind, wurden für die Herstellung von Profilträgern entwickelt. Diese Bauweise hat man wegen der hohen Lohnkosten zu Gunsten von Brettschichtträgern aufgegeben. Systemträger wie z.B. Kämpf-, Wolf-, und Poppensieker-Träger wurden weitgehend von den ursprünglich aus Amerika kommenden TJI-Trägern verdrängt. In einen genuteten Ober- und Untergurt aus Furnierstreifenholz wird ein dünner Steg aus einer OSBPlatte unter hohem Druck eingeleimt. Berechnung, Ausbildung und Herstellung unterliegen bauaufsichtlichen Zulassungen. Kreuzlagenholz Plattenelemente aus mehreren Brettlagen mit 90°-Winkelverleimung werden neuerdings durch intensiven Einsatz von Maschinen hergestellt und finden für Dachschalungen und Wandscheiben Anwendung. Dabei kommen große Längen ohne Keilzinkung vorteilhaft zum Einsatz. Furnierschichtholz (FSH) Bei der schichtweisen Verleimung von bis zu 3 mm dicken Furnieren entstehen Platten mit hohen Festigkeiten. Die Furnierplatten werden in gleichlaufenden Faserrichtungen verleimt. Die Stöße sind lediglich überlappt. Einzelne Querlagen zur Stabilisierung und zur Erhöhung der Quersteifigkeit sind möglich. Furnierschichthölzer wie Kerto sind in Deutschland bauaufsichtlich zugelassen und können im Verbund mit BSH oder Kantholz sowohl als Stab-, Träger- oder Plattenquerschnitt eingesetzt werden. Die Wirtschaftlichkeit dieser Technik liegt vor allem in den höheren zulässigen Spannungen und der Möglichkeit, bis zu 32 m lange Elemente ohne Keilzinkung in Form von zusammengesetzten Profilquerschnitten herzustellen. Für Träger und Rahmen sind Stegplatten wegen der großen An-schlusslänge günstig und wirtschaftlich einsetzbar.

Siehe auch Grundlagen am Anfang des Buches (Seite 41 ff).

ebene Platten

Brettsperrholz aus gekreuzten und verleimten Brettlagen, mehrschichtig

Anschluss Kastenträger an Stütze

Kastenträger als Sparren

BFU Faserrichtung der Deckschichten horizontal, der Mittelschicht vertikal

Faltwerk aus Stegträgern

BFU Faserrichtung der Deckenschicht 45° der Mittelschicht um 90° verdreht Kuppel aus Stegträgern

Flachpressplatte mit Nut und Feder

Flachpressplatten als Dachelemente

Material-Varianten und Querschnitt-Formen von Bauteilen

gekrümmte Platten aus Furnierschichthölzern

Kuppel aus Kämpfstegträgern

Tonnenschale

Tragwerk-Planung

Baufurniersperrholz (BFU) Baufuniersperrhölzer werden seit langem im Bauwesen eingesetzt. Ihre Vorzüge liegen in der Anwendung als Plattenelemente mit großer Schubsteifigkeit z.B. bei Dachscheiben, im Verbund mit Rippen als Rippenplatten, die aussteifende Funktionen haben. Sperrholz kann mit Kanthölzern auch zu Tafelelementen verarbeitet werden, die im Wohnungsbau zur Verwendung kommen. Bei Steg- und Kastenquerschnitten ist der Materialverbrauch gering, dafür aber der Lohnaufwand hoch. Zulässige Spannungen und Berechnungsannahmen sind der DIN 1052 zu entnehmen.

komprimierter Kantholzquerschnitt auf 45 % der ursprünglichen Höhe (Fotos von Forschungsarbeiten an der TU-Dresden, P. Haller)

Siehe auch Grundlagen am Anfang des Buches (Seite 41 ff). Rechteckschale, schmaler Querschnitt

gebogene Kopfbänder aus Furnierschichtholz

Rechteckschale, breiter Querschnitt

Flachpressplatten, Spanplatten (FP) Spanplatten werden häufig als Dach-, Wand- und Deckenelement verwendet. Die Dicke reicht von 5 bis 100 mm, bei Röhrenspanplatten bis zu 120 mm. Spanplatten können als dauerbelastetes statisches Material eingesetzt werden, wenn bei der Bemessung das Kriechverhalten berücksichtigt wird. Beim Einsatz auf der Baustelle müssen sie vor Feuchte geschützt werden. Die Rechenannahmen sind in den entsprechenden Zulassungen der DIN 1052 zu finden.

Rohrquerschnitt aus verdichteten Halbhölzern hergestellt. Die Form entsteht durch Entspannen der zuvor verdichteten Mikrostruktur am äußeren Rand.

Siehe auch Grundlagen am Anfang des Buches (Seite 41 ff). Ausblick Faltwerk aus verstärkten Kampfstegplatten mehrfach gekrümmte Schale

Ringträger aus Furnierschichtholz

gebogene Ringträger aus Furnierschichtholz

Stuhlform

Die Ressourceneffizienz von Rohholz ist bezüglich der Tragfähigkeit im Vergleich zu technischen Materialien unbefriedigend. Sie ist im wesentlichen das Ergebnis eingeschränkter Fertigungsverfahren, die sich bislang auf die Zerspanung konzentrieren. Die poröse Struktur des Holzes und deren plastische Formbarkeit unter Wärme führen zu einem neuen Materialverständnis, das Holz nicht mehr als spröden Stoff sondern als verformungsfähigen zellulären Festkörper be-greift. Der Prozess des Verdichtens führt zu einer Homogenisierung wuchsbedingter Faserunregelmäßigkeiten. Die Möglichkeit des Verformens lässt die statisch gezielte Ausnutzung der natürlichen Anisotropie des Holzes zu.

Rohrquerschnitte aus massiven Pressholzplatten, gerollt

Strebenanschluss mit Bugholz im Bereich der Sattelfläche

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Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Tragwerk-Planung

Kriterien für die Detailentwicklung

Holzbauwerke bestehen aus Bauteilen, die in der Werkstatt vorgefertigt und auf der Baustelle zusammengesetzt werden. Die Verbindungsmittel bestimmen dabei im Ingenieurholzbau einen wesentlichen Teil der Kosten. Sie können durch Rationalisierung ihrer Herstellung und der Fertigung im Werk reduziert werden. Der Arbeitsaufwand auf der Baustelle sollte so gering wie möglich sein. Überhöhte Transport- und Montagekosten können durch die geeignete Wahl der Größe der Montageteile vermieden werden.

Verformungsverhalten Im Hochbau unterscheidet man zwischen nachgiebigen, mechanischen Verbindungsmitteln und zimmermannsmäßigen Verbindungsmitteln. Sie können Zug-, Druck- oder Querkräfte oder Biegemomente übertragen. Bei der Kraftübertragung stellt sich bei nachgiebigen Verbindungsmitteln ein gewisser Schlupf ein, der mit dem Verschiebungsmodul erfasst wird. Von ihm hängt im großen Maß die Steifigkeit der Tragsysteme und der Verbundquerschnitte ab. Deshalb ist nach DIN 1052 das Verformungsverhalten der Verbindungsmittel bei Durchbiegenachweisen und zusammengesetzten Querschnitten zu berücksichtigen. Querschnittsschwächen können maßgebend für die Dimensionierung von Stäben und beim Nachweis der übertragenden Kraft sein. Verbindungsmittel unterschiedlicher Nachgiebigkeit wie verleimte und mechanische Verbindungen dürfen nicht kombiniert werden. Beim Entwurf der Querschnittsprofile ist der Flächenbedarf für die Anschlussmittel ausschlaggebend. Die Nachgiebigkeit bei den Verbindungen führt auf der anderen Seite zu einem duktilem Bruchverhalten, wobei sich die Vorankündigung beim Versagen gegenüber einem sprödem Holzbruch vorteilhaft auswirkt. Die bei statisch unbestimmten Systemen damit verbundenen Lastumlagerungsmöglichkeiten im Grenzzustand erhöhen wesentlich die Sicherheitsreserven. Für die

106

Bemessung sind somit nicht mehr die Bruchlasten, sondern die Verformungen maßgebend. Die optimale Verbindung sollte weich sein, dass sie unter Gebrauchslast die zulässige Verformung gerade erreicht, jedoch noch hohe Sicherheiten gegenüber Holzbruch aufweist. Kontaktdruckanschlüsse mit Zwischenstücken aus Hartholz, Sperrholz oder Furnierschichtholz sind empfehlenswert, um Querschnittsschwächungen zu umgehen. Ausmittigkeiten, die zu großen Momenten- und Schubbeanspruchungen führen, sind möglichst zu vermeiden. Die Holzfeuchte sollte bei der Ausführung der Knoten minimal sein. Zu nasses Holz führt zu unkontrollierbaren Schwindrissen im Anschlussbereich, wodurch die Tragfähigkeit herabgesetzt und die Nachgiebigkeit der Knotenpunkte vergrößert wird. Scherflächen verringern sich bei durchlaufenden Rissen hintereinanderliegender Verbindungsmittel. Bei mehreren hintereinander angeordneten Verbindungsmitteln ist die rechnerische Tragfähigkeit nach DIN1052 abzumindern. Kurze Anschlussflächen der Knoten sind deshalb anzustreben. Beim Entwurf von Verbindungsdetails ist besonders auf das Vermeiden von Exzentrizitäten zu achten. Die Wirkungslinie der angreifenden Kräfte bzw. der Stabachsen sollten sich immer in einem Punkt schneiden. Unerwünschte Querzugspannungen entstehen bei randnaher Lasteinleitung quer zur Faserrichtung oder durch Schwinden. Gelenke sind entsprechend dem statischen Modell gelenkig auszulegen, damit Nebenspannungen durch ungewollte Einspannungen infolge Stabverdrehungen nicht auftreten. Die Abstände zwischen den Rändern benachbarter Bauteile sind zu planen.

konstruktionen werden die Querstäbe der Füllstäbe im allgemeinen nicht durch deren Tragfähigkeit, sondern durch die Leistungsfähigkeit der gewählten Verbindungen bestimmt. Die Wirtschaftlichkeit eines Knotenanschlusses spiegelt sich direkt im Materialverbrauch der Anschlussmittel und indirekt am Holzverbrauch der anzuschließenden Stäbe wieder.

allerdings muss in diesem Fall die zu übertragende Kraft zweimal angeschlossen werden. Um Ausmittigkeiten bei der Konzeption von Verbindungen zu vermeiden, sollte sich die Wirkungslinie der angreifenden Kräfte in einem Punkt schneiden. Die Verbindungsmittel sind so anzuordnen, dass ihr Schwerpunkt mit der Stabachse zusammenfällt. Wenn dies nicht der Fall ist, können beträchtliche Zusatzspannungen auftreten. Bei aufgelösten Holz-

º Holzbau-Taschenbuch, Berlin 1986

Zug

Druck

Prinzipien der Kraftübertragung a Kontakt b Schubübertragung bei Druckkräften c Einfache Überlappung d Doppelte Überlappung

a

exzentrische Systemgeometrie

Lasteinleitung in Obergurt

Leim viele kleine Nägel

Einlassdübel Einpressdübel

Kraftübertragung Im Holzbau sollten Druckkräfte grundsätzlich über Kontakt übertragen werden. Beim Anschluss von Zugkräften ist eine Überlappung des Bauteils erforderlich. Um Ausmittigkeiten bei einschnittigen Verbindungen zu umgehen, kann die Übertragung auch durch zusätzliche Bauteile erfolgen,

zentrische Systemgeometrie (ausgenommen Torsion)

b

a exzentrische Verbindungsmittel b zentrische Verbindungsmittel

Kraft F

Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

wenige große Nägel Bolzen

Anfangsschlupf Verschiebung V Verformungsverhalten verschiedener Verbindungsmittel

Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Tragwerk-Planung

Vom Verbindungsmittel zum Detail

Anzuschließende Kraft 'F

Durchmesser Schnittigkeit

Verbindungsmittel

Abstimmung

Stabbreite »b«

erforderliche Anschlussfläche

Materialminimierung am Knoten min kg; Stahl

begrenzt durch

Anschlussfläche »a«

Stabhöhe »h«

begrenzt durch

Materialminimierung am Anschlussteil min b*h; Holz

Nebenspannungen bei elastischer Einspannung

Stabilitätsschwächungen

Exzentrititäten

Vom Verbindungsmittel zum Detail Wenn die Wahl auf ein bestimmtes Verbindungssystem gefallen ist, müssen noch folgenden Faktoren beachtet werden: • Wahl des Durchmessers stabförmiger Verbindungsmittel • Wahl der Stahlqualität des Verbindungsmittels • Eventuelles Erhöhen der Tiefenwirkung der Verbindungsmittel durch eine mehrschnittige Verbindung

DETAIL

• Festlegen der Holzquerschnitte und der Anschlusslängen. • Für eine Materialminimierung sind zwei Bereiche zu beachten: Bereich anzuschließendes Bauteil: Möglichkeit hohe Ausnutzung des geschwächten Querschnitts ohne das Holz zu überdimensionieren, d.h. die zulässige Stabkraft entspricht der zulässigen Tragkraft der Verbindungsmittel. Bereich Knotenpunkt: minimaler

Materialaufwand für Knoten und Verbindungselemente. • Festlegen der Holzquerschnitte Die Wahl der Füllstabbreite ist in erster Linie abhängig von der gewählten Trägerart mit außenoder innenliegenden Knotenelementen, ein- oder mehrteiligen Stabquerschnitten. Bei außenliegenden Knotenplatten ist die Füllstabbreite eindeutig durch die Gurtbreite festgelegt. Bei innenliegenden, eingeschlitzten

Knotenplatten oder bei mehrteiligen Gurten ergibt sich der Vorteil, dass die Füllstabbreite nicht mit der Gurtbreite übereinstimmen muss. Hier besteht die Möglichkeit, die Füllstäbe von den Gurten abzusetzen. Die Druckstäbe können in diesem Fall Anhaltspunkte für eine sinnvolle Wahl der Stabbreite geben, da für eine wirtschaftliche Materialnutzung ein quadratischer oder gering vom Quadrat abweichender Querschnitt anzustreben ist.

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Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Tragwerk-Planung

Handwerkliche Verbindungen und Verbindungsmittel

Lagesicherung mit Dollen

Stabbündel auf Hartholzblock, Lagesicherung mit Dollen

Dollen

Zimmermannsmäßig hergestellte Holzverbindungen (z.B. Zapfen, Verblattungen, Versätze) sind mit heutigen Bearbeitungsmaschinen genau und wirtschaftlich herzustellen. Vor allem durch den Abbund auf großen, computergesteuerten Anlagen stellen diese traditionellen Verbindungen häufig eine sinnvolle Alternative zu den gebräuchlichen Verbindungen mit Blechformteilen dar. Die Kraftübertragung erfolgt meist über Kontaktstöße, die hohe Genauigkeit verlangen. Auf eine geringe Holzfeuchte ist genauestens zu achten. Der Nachteil der zimmermannsmäßigen Holzverbindungen beruht auf dem hohen Schwächungsgrad der Hölzer und den meist nicht klaren Spannungsverhältnissen. Durch große Abscherund Exzentrizitätsbeanspruchungen können rechnerisch nur relativ geringe Lasten übertragen werden.

Holzdübel Blattverbindungen

Hakenblatt mit Keilen

geschmiedete Nägel und Bauklammer

Verbindungen wie Verblattung und Überblattung sind in erster Linie konstruktive Verbindungen mit hohen Querschnittsschwächungen und geringer Belastbarkeit, lassen sich jedoch deshalb z.B. im Dachausbau oder im Holzskelettbau verwenden. Bei sichtbar belassenen Konstruktionen historischer Bauten der letzten Jahrhunderte und der Rekonstruktion von historischen Bauten ist die traditionelle Verbindungstechnik noch im Gebrauch. Auflager von Balken auf Mauerwerk, Beton, usw. sind immer mit Trennschichten auszuführen, um die Durchfeuchtung der Balkenköpfe zu verhindern. Auflager

Bauschrauben mit Beilagscheibe und Splint

Bauschraube und Maschinenschraube mit Beilagscheibe und Mutter

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Auflager von Balken auf Nebenträgern in eingefräste Taschen, Zapfenlöcher oder angenagelte Latten, müssen für die Durchlaufwirkung mit Zuglaschen versehen werden und sind einfach herzustellen. Kantenpressung wird dabei vermieden und die Brandwiderstandsdauer wesentlich erhöht. Um die zulässigen Querpressungen einzuhalten, sind Auflager von Balken auf Stützen einfach mit Zwischenstücken aus Hartholz oder vergüteten bzw. verleimten Furnierholzplatten zu erweitern.

Blatt vernagelt

Verblattung mit Klemmbolzen

Kopfband und Fächer in räumlicher Anordnung

Blatt verdübelt Historischer Fachwerkbau mit dreifach stehendem Dachstuhl

Überblattung am First

doppeltes Sprengwerk

Überblattung beim Kreuz

Auflager einer Firstpfette

Traditioneller Zapfen mit Klammer als Zugsicherung

Eingefräste Tasche mit genagelter Zuglasche

Auflager Hauptträger, Nebenträger in Tasche

Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Versätze – Beispiele Näherung tv ≈

D 0,70 b

erforderliche Vorholzlänge tv =

D cos α • b zul τa

Versatzanschluss mit Hartholzblock

einfacher Stirnversatz

Tragwerk-Planung

Versätze

Für Druckanschlüsse ist heute noch der Versatz die meist verwendete Verbindung ohne hohen Stahlaufwand. Man unterscheidet Stirnversatz als einfache Ausbildung, Fersenversatz und doppelten Versatz. Insbesondere mit Hartholzsattelstücken können relativ hohe Kräfte übertragen werden. Die Genauigkeit der Verarbeitung ist jedoch die Grundvoraussetzung, um die Kraftübertragung einwandfrei und ohne hohe Verformungen zu ermöglichen. Versätze können auch in großem Maßstab in Brettschichtholz ausgeführt werden. Die Lage der Versätze ist mit Bolzen oder Schrauben zu sichern. Auch hier soll die geeignete Holzfeuchtigkeit beachtet werden; sie ist für das Verformungsverhalten von großer Bedeutung.

Kontaktstöße

Vergrößerung der Auflager mit Hartholz

Kontaktstöße Auflagerverbreiterung einer Kreuzstütze

doppelter Versatz, rechtwinkliger Stirn-, Fersenversatz

rechtwinkliger Stirnversatz auf Hartholz Sprengwerkknoten mit Hartholz

Knoten mit Sperrholzblock

Druckformteil einer Rahmenecke

Stirnversatz mit Hartholzblock

Versatz mit Aufholz aus Hartholz

Um die Holzquerschnitte voll ausnutzen zu können, müssen in der Regel zusätzliche Knotenelemente vorgesehen werden. Diese Zwischenstücke bestehen meist aus höherwertigen Materialien als die Stäbe selbst: z.B. Stahl, Hartholz oder vergütete Holzwerkstoffe. Sie übernehmen die Kraftübertragung zwischen den Stäben. Die Querschnitte von Druckstäben können nur voll eingesetzt werden, wenn die Kontaktfläche senkrecht zur Faser liegt. Bei schrägen Abschnitten müssen die Druckspannungen stark abgemindert werden. Zwischenstücke aus Hartholz oder Furnierholz können entsprechend dem Faserverlauf so angeordnet sein, dass sämtliche ankommenden Stäbe senkrecht zur Faser liegende Druckflächen aufweisen. Ideale Kontaktflächen ergeben sich beim Verguss des Knotens mit hochfesten schwindfreien Zement- oder Kunstharzdispersionen. Wenn die Zwischen-stücke nicht aus Stahlelementen bestehen, können so sehr brandfeste Knoten hergestellt werden.

Druckformteil mit einfachem Stirnversatz

Druckknoten mit Formteil aus Furnierschichtholz

keilgezinktes Rahmeneck mit Sperrholzblock

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Tragwerk-Planung

Berechnung eines Nagelanschlusses

Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Nagelbilder

einschnittige Nagelung

zweischnittige Nagelung

Ingenieurmäßige Verbindungsmittel

In den letzten Jahrzehnten wurden Nagelverbindungen zu zulässigen Verbindungsmitteln für tragende Bauteile entwickelt. Dies wurde duch die Herstellung von neuen Nageltypen in Verbindung mit Blecheinlagen möglich. Neben den Glattschaftnägeln mit unterschiedlichen Querschnitten und Kopfausbildungen gibt es Schraub- und Rillennägel mit hohem Ausziehwiderstand. Die Entwicklung von Pressluftnaglern und Bohrmaschinen für vorgebohrte Nagelungen machten die Nägel auch für größere An-schlüsse mit hoher Nagelzahl wirtschaftlich. Vorgebohrte Nagelverbindungen vermeiden nicht nur das Aufspalten den Holzes, sie empfehlen sich besonders bei hohen Holzdichten und dürfen höher beansprucht werden. Die Einhaltung der Nagelabstände ist zu beachten, auf die Zeichnung der Nagelbilder im Rahmen der Werkstattplanung sollte nicht verzichtet werden.

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vierschnittige Nagelung

versetzte Anordnung von Nägeln

Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Nägel und Schrauben

Nagelbrettbauweisen

Kraftverschiebungsdiagramm einer Nagelverbindung (schematisch)

Glattschaftnägel

Rillennägel

Schraubnägel

Holzschrauben

Tragwerk-Planung

Durch die Weiterentwicklung der Nagelverbindung entstanden auch Tragsysteme aus vernagelten Brettern. Industriell hergestellte Nagelfachwerkbinder sind heute bei kleinen Spannweiten sehr wirtschaftlich. Bei landwirtschaftlichen Bauten verwendet man häufig verbretterte Träger oder Rahmen. Größere Spannweiten sind durch die Verwendung von neuen Nageltechniken, von Vorbohrungen in Verbindung mit dickeren Bohlen und mehrschnittig ausgebildeten Querschnitten möglich und als wirtschaftliche Alternative für die dritte Welt interessant. Bei hohen ästhetischen Ansprüchen ist auf die Form der Nagelköpfe und ein gut gestaltetes Nagelbild zu achten. Holzschrauben verhalten sich auf Abscheren wie eine Nagelverbindung, sie können jedoch höher auf Herausziehen beansprucht werden und bieten ein schöneres Schraubkopfbild. Die Entwicklung von selbstschneidenden Verbindungsmitteln, die ohne Vorbohren mit Handmaschinen gesetzt werden können, hat den Einsatz dieser Holzschrauben sehr wirtschaftlich und damit erfolgreich gemacht. So genügt das Eindrehen einer entsprechend dimensionierten Spax-Schraube vielerorts als Lage- und Zugsicherung von Bauteilen. Mit Hilfe der neu auf dem Markt befindlichen Doppelgewindeschrauben lassen sich sowohl mehrere Holzquerschnitte miteinander zu Verbundbalken verdübeln als auch stumpfe Anschlüsse zwischen Haupt und Nebenträgern ohne weitere Hilfsmittel realisieren. Selbstschneidende Stabdübel ermöglichen mehrschnittige Dübelverbindungen ohne Vorbohren der Holzbau- und Blechteile. Das kurze Gewinde am Schraubenkopf dient der Lagesicherung im eingebauten Zustand.

genageltes Fachwerk mit zweischnittigen Nagelverbindungen

Kastenträger in Nagelbauweise

Querschnittsformen von Vollwandträgern mit Brettstegen

a

b

c

selbstschneidende Verbindungsmittel a Schnellbauschraube, Spax, b Doppelgewindeschraube c selbstbohrender Stabdübel

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Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Tragwerk-Planung

Typische Anschlüsse und Knoten

Greimbauweise: Bleche d < 2 mm, eingeschlitzt, Nagellöcher nicht vorgebohrt

Nagelbauweisen

Nageltechniken mit eingeschlitzten Blechen Wenn 1,0 bis 2,0 mm dicke Bleche in eingesägte Schlitze eingelegt und ohne Vorbohren durchgenagelt werden, entstehen wirtschaftliche, mehrschnittige Anschlüsse. Bei druckbeanspruchten Blechen ist auf die Gefahr des Ausbeulens zu achten. Bauaufsichtliche Zulassungen bestimmen die zulässigen Belastungen. Sie schreiben eine besondere Sorgfalt bei der Ausführung vor, da eine hohe Passgenauigkeit der Schlitze, vor allem im Bereich der Anschlussfuge, unerlässlich ist. Als Beispiele zugelassener Systeme sei die Greimbauweise und die VB-Bauweise genannt.

Fachwerkträger mit eingelegten Knotenblechen, Nagellöcher im Holz vorgebohrt, Blech durchgenagelt

Fachwerkträger mit Pfosten, Druck- und Zugdiagonalen, Anschlüsse in Greimbauweise

Fachwerkknoten in Greimbauweise

VB-Bauweise

eingelegte Stahlbleche d > 2 mm, Nagellöcher gleichzeitig mit Blech vorgebohrt

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Bei Verwendung von Stahlblechen mit mehr als 2 mm Dicke sollte vorgebohrt werden. Dabei erfolgt die Vorbohrung des Stahlblechs und des Holzes in einem Arbeitsgang, damit die Nägel durch ein oder mehrere Bleche einwandfrei eingetrieben werden können. Der Bohrdurchmesser ist gleich dem Nageldurchmesser zu wählen. Bei dieser Technik ist wieder auf die Gefahr des Ausbeulens und eine gute Passgenauigkeit zwischen Stahlblech und Holzwandungen zu achten. Bei vorgebohrten Nagelverbindungen dürfen die Nagelabstände verringert werden, so dass die Blechgröße kleiner gehalten werden kann. Mit Bohrschablonen können die Nagelbilder genauestens eingehalten werden.

Fachwerkträger in Greimbauweise mit Druckpfosten und Zugdiagonalen

Fachwerkträger in VB-Bauweise

Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Verbundträger mit aufgepressten Nagelplatten

parallelgurtiger Fachwerkträger mit aufgepressten Nagelplatten

Dreiecksbinder, Fachwerkknoten mit aufgepressten Nagelplatten

Zugstoß

Biegestoß

räumlicher Biegestoß von Zwillingsträgern

Tragwerk-Planung

Nagelplatten Gestanzte Nagelplatten, die von Maschinen aufgepresst werden, ermöglichten die industrielle Herstellung von Nagelplattenbindern. Der Arbeitaufwand ist dabei gegenüber herkömmlichen Nagelbauweisen erheblich reduziert. Es lassen sich auf diese Weise zugund druckfeste Anschlüsse einteiliger Holzquerschnitte herstellen. Die Nagelplatten bestehen aus 1 bis 2 mm dickem Stahlblech. Die nagel- oder krallenförmigen Ausstanzungen werden in die Holzoberfläche gepresst. Eine Überdeckung der Holzteile in den Knoten ist nicht erforderlich, wodurch Holz eingespart wird. Die auf die Anschlussfläche bezogenen übertragbare Kraft ist infolge der Vielzahl der Zinken größer als bei üblichen Nagelverbindungen. Die Nagelplattenkonstruktionen, zum Beispiel BAT-Multin, BF, Gang-Nail, Hydron, TTS Twinaplate usw. unterliegen bauaufsichtlichen Zulassungen (DIN 1052, T2). Genagelte Stahlbolzen mit Gelenkbolzen Bei Fachwerkträgern mit Lasten über 300 kN empfehlen sich mehrteilige Gurte und Diagonalen, die mit 4 – 6 mm dicken, in der Werkstatt aufgenagelten Lochblechen und mit einem Gelenkbolzen auf der Baustelle verbunden werden. Da die Kraftübertragung auf eine Achse konzentriert wird, entstehen ideale Gelenke. Die Stahlteile bleiben bei dieser Verbindung nicht sichtbar und sind gegen Feuer geschützt. Die Nagelungen können ohne großen Maschinenaufwand in der Werkstatt ausgeführt werden. Bei dieser Verbindung erfolgt die Kraftübertragung vom Holz über die Nägel in die Stahlplatte. Die Kräfte werden von dort durch die aufgeschweißten Randverstärkungen über Lochleibungsdruck an die Gelenkachse weitergeleitet, die wiederum die Kräfte über Scherbeanspruchung an die andere Stahlplatte abgibt. Vorgebohrte Nagellöcher verringern die Abstände und verkleinern dadurch die Anschlussflächen.

Gang-Nail

Twinaplate

Gang-Nail

Twinaplate

Lochbleche aufgenagelt mit Gelenkbolzen

Lochbleche innenliegend mit Gelenkbolzen

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Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Tragwerk-Planung

Loch und Winkelbleche

Lochbleche und Stahlblechformteile – angenagelt Stabanschlüsse, Auflager und Lagersicherungen sind durch Stahlblech-Holznagelung in einfacher Weise herzustellen. Formteile und Bleche werden aus 2 bis 4 mm dicken, verzinkten oder galvanisierten Stahlblechen oder aus Edelstahl kaltgeformt und gelocht. Man vernagelt sie mit Schrauboder besser mit Rillenlagern, mit Pressluftnaglern oder von Hand. Trockenes Holz soll verwendet werden, und die Gefahr des Ausbeulens ist zu beachten. Ihre vielfältige Einsatzmöglichkeit in Form von Streifen, Winkeln, Auflagerwinkeln, Auflagerschuhen, Pfettenankern und Querkraftgelenkankern haben in den letzten Jahren den Anteil der Formteile aus Stahlblech sehr vergrößert. Die Belastbarkeit der Auflagerschuhe und Winkel usw. ist durch bauaufsichtliche Zulassungen geregelt und den entsprechenden Firmenunterlagen bzw. den Zulassungsbescheiden zu entnehmen, z.B. Barth, Bira, GH usw. Die linke Spalte zeigt Winkel mit Versteifung, einfache annagelbare Winkel und Übergangswinkel zwischen Holz und Holz, sowie Holz und Massivkonstruktionen zum Auflagern von Balken an Hauptträgern sowie an Massivkonstruktion aus Blechformteilen.

Industriell vorgefertigte Blechformteile

Balkenschuhe

Sparrenpfettenanker

Sparrenpfettenanker bei kleineren Lasten

Gerbergelenk

Balkenschuhe

Sparrenpfettenanker bei größeren Lasten

Trägeranschlüsse

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Knagge

Trigon MehrzweckVerbinder

Trigon

Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Industriell gefertigte Stützenfüße

sternförmig verschweißter Stahlknoten

einbetoniert

geschweißtes Stahlteil für Anschlüsse Druckdiagonale – Untergurt, oder Kopfband – Stütze

Stützenfuß seitlich am Mauerwerk befestigt, höhenverstellbar

Stütze auf Betonsockel gedübelt

Auflagergelenk von Rahmen oder Bögen in BSH

Tragwerk-Planung

Stahlteile geschweißt Schweißteile angenagelt oder mit Stahldübeln angedübelt, sowie angenagelte oder aufgenagelte Stahlteile als Auflager oder Gelenke von 3 bis 10 mm Wandstärke entsprechend DIN 1050 und DIN 18800 sind von einer Herstellungsfirma mit dem kleinen bzw. großen Befähigungsnachweis im Schweißen herzustellen. Auf die plangenaue Herstellung bzw. Abbund der Holzteile ist dabei besonders zu achten, um Kantenspannungen zu vermeiden. Bei Anforderungen des vorbeugenden Brandschutzes bezüglich Widerstandsdauer sind alle Stahlteile vor direktem Brandeinfluss zu schützten, d.h. mit Holz oder mineralischen Baustoffen abzudecken. In speziellen Fällen genügt ein Feuerschutzanstrich. Der Korrosionsschutz für tragende Stahlverbindungen und Verbindungsmittel im Holzbau erfolgt nach DIN 1052 Teil 2. Hier werden gering, mittel und besonders starke Korrosionsbeanspruchung unterschieden. Bei Schwimmbädern, Solebädern, DüngemittelIndustrie bzw. Salzlagerhallen ist auf den Korrosionsschutz zu achten. In Ausnahmefällen sind Raumklima- und Luftanalysen zugrunde zu legen. Es empfehlen sich vor allem galvanische, Feuer- und Spritzverzinkungen. Bei besonderen Anforderungen kommen nichtrostende Stähle bzw. Speziallegierungen in Betracht.

Auflagergelenke und Firstgelenke

Geschweißtes Stahlteil für Zuganschluss

Fuß- und Firstgelenke von hochbelasteten Tragwerksknoten

Versatzschuh

Sparrenauflager

aufgedübelt

höhenverstellbar

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Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Tragwerk-Planung

Stabdübel, Passbolzen, Bolzen

Stabdübel sind zylindrische Stäbe, die in vorgebohrte Löcher eingetrieben werden. Es sind hohe An-schlusswerte und Steifigkeit zu erzielen, da kein Lochspiel infolge Schwinden bzw. zu großen Vorbohrdurchmesser entsteht. Nach neueren Untersuchungen kann auf ein Versetzen der Stabdübel gegenüber der Risslinie verzichtet werden (DIN 1052, Teil 2 E 5.7). Die Bolzenverbindung wird im Gegensatz zur Stabdübelverbindung, mit größerem Lochdurchmesser vorgebohrt. Sie kann allerdings nur für konstruktive Lagersicherungen oder mit stark reduzier-

ten Belastungen im Vergleich zu den Stabdübeln verwendet werden, wenn das Verformungsverhalten auf die Gesamtverformung des Tragwerks nur geringfügig Einfluss hat. Der Passbolzen wird entsprechend dem Stabdübel ohne Lochspiel in die vorgebohrten Löcher eingetrieben. Das kurze Gewinde am Bolzenende dient zusammen mit Unterlegscheibe und Mutter der Lagesicherung des Bolzens und der Bauteile. Steifigkeit und Anschlusswerte sind bei gleichen Abmessungen identisch dem Stabdübel.

Stabdübelbinder

Mindestabstände bei Stabdübeln und Passbolzen

Stabdübel- und Paßbolzenbauweise Berechnung eines Stabdübel-, Paßbolzen- oder Bolzenanschlusses

Anschlusswinkel α ≥ 37° Stabdübel aus Hartholz, Pressholz, Kunstharz-Vollholz; Stahl (verzinkt, verchromt) oder Edelstahl

Anschlusswinkel α < 37°

Bolzenverbindung

Passbolzen

Nebenträger an Hauptträger gehängt

Bolzen mit Unterlegscheiben

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gelenkiger Anschluss eines Trägers

Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Holz-Holz-Verbindungen

biegesteifer Stoß mit Zwischenlasche aus Sperrholz, Stabdübel nicht versetzt

Tragwerk-Planung

Stahlblech-Holz-Verbindung

Stabdübelbauweisen

Die Stabdübelbauweise kann sowohl direkt Holzteile verbinden als auch mit Stahlblechen zu Holzverbindungen kombiniert werden. Die Nachweise bezüglich Querschnittsschwächung im Holz und im Blech sind zu führen. Eine Stabdübelverbindung besteht aus mindestens zwei Stabdübeln. Bei einer großen Anzahl von Stabdübeln ist es empfehlenswert, zur seitlichen Lagersicherung einen Stabdübel mit Gewinde, Unterlagscheibe und Mutter vorzusehen, d.h. einen Passbolzen. Dabei ist jedoch auf den geringeren Durchmesser des Gewindes zum besseren Eintreiben in das engere, vorgebohrte Loch des Stabdübels zu achten. Bei der Kombination von Verbindungen zwischen Stahlblechen und Holz-Passbolzenverbindungen sollte man im Rahmen der Werkstattplanung Vorsorge treffen, dass die Bleche nicht in Bereichen von Gewinden liegen.

Schablone und fertiges Schweißteil

Knoten mit eingeschlitzem Blech und Stabdübel

Anreißen der Stabdübellöcher mittels Schablone

Herstellung eines Fachwerkträgers in der Werkstatt Fachwerkknoten mit Gurtstoß

Knoten mit Gurtstoß und eingeschlitztem Blech mit Stabdübel Druckanschluss mit genageltem oder verdübeltem Stahlprofil

Knoten eines unterspannten Trägers, Anschluss der Holzstäbe mit Stabdübeln und Paßbolzen

Rahmenecke mit Stabdübelkreis und Klemmbolzen

Rahmenecke mit Stabdübelkreis

verschweißtes Stahlteil für räumlichen Knoten

Knoten mit angenageltem, verschweißtem Stahlteil, Anschluss der Diagonalen mit Stabdübel

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Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Tragwerk-Planung

Einlassdübel

Dübelabstände

Berechnung eines Dübelanschlusses

Typ A

aus Hartholz, Stahl und Guß (Alu, Stahl) nicht versetzte Anordnung

Typ B

Einpressdübel

einseitiger d ≤ 75 mm

einseitiger d = 95 bzw. 117 mm

versetzte Anordnung

Typ C

zweiseitiger runder Typ C

einseitiger

Typ D

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zweiseitiger

Die Verbindungen mit Einlass- und Einpressdübeln nach DIN 1052 Teil 2 sind unterschieden in Einlassdübel Typ A, B, Einpressdübel Typ C, D sowie Einlass-/ Einpressdübel Typ E. Zulässige Belastung parallel, schräg und rechtwinklig zur Faser sowie Mindestmaße von Hölzern und die Dübelabstände sind in den Tabellen angegeben. Die Grenzen der Dübelverbindung liegen in der möglichen Anzahl der Dübel, die hintereinander angeordnet werden können. Bei mehr

als zwei Dübeln sind die zulässigen Zugkräfte abzumindern, mehr als 10 Dübel hintereinander sind nicht zugelassen. Alle Dübel sind durch Bolzen und Scheiben nach DIN 1052 zu sichern. Bei Dübelverbindungen entstehen große Querschnittsschwächungen, welche in den Spannungsnachweisen zu berücksichtigen sind. Daraus ergeben sich die erforderlichen Querschnitte der Stäbe bei der Dimensionirung der Anschlüsse.

Zugstoß mit einseitigen und zweiseitigen Einlass- und Einpressdübeln

Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Kantholz mit Einpressdübel für Hirnholzanschluss

Fachwerkknoten mit gestoßenem Untergurt

Hirnholzverbinder

Tragwerk-Planung

Holz-Holz-Verdübelungen Einlassdübel sind auch als Hirnholzdübel anwendbar. Die Klemmwirkung wird durch Bolzen M 12 in Verbindung mit Rundstahl ø 24 bis 40 mm, entsprechende Formstücke oder Mutter mit Unterlegscheibe übernommen (DIN 1052, T 2, 4.3.2.). Der Hirnholzanschluss ist nur für BSH zugelassen. Die Dübelbauweise ist vor allem für mehrteilige Fachwerkanschlüsse mit geringen Stabkräften sowie als Holz-Holzverdübelungen von Brettschichtrahmen mit großen Anschlussflächen konstruktiv vorteilhaft einsetzbar. Bei Verdübelungen mit Rahmenecken sind jedoch bezüglich der Schubspannungen und der Höhe des Riegels Grenzen gesetzt, wegen der möglichen Querzugspannungen infolge Schwindens.

Holz-Stahl-Verbindungen

Stützenfußanschluss mit einseitigen Dübeln

Dübel-Blechverbindungen Vorteilhaft einsetzbar sind halbseitige Dübel mit Blechlaschen für Zugstöße und Einspannungen. Dabei sind auf der Baustelle nur die entsprechenden Bolzen zu setzten. Die Dübel werden bereits in die Ausfräsungen im Betrieb eingesetzt.

einseitige und zweiseitige Einpressdübel Hirnholzstoß, senkrecht und schräg, mit Einlassdübeln

Zugstrebenanschluss mit einseitigen Dübeln

einseitige und zweiseitige Einlassdübel

2 ≈ einseitige Dübel bei Kastenquerschnitt an Riegel

Kanthölzer mit kreisrunden Fräsungen für Einlassdübel

biegesteifer Trägerstoß mit fi-Profil und angeschweißten Flachstahldübeln

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Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Tragwerk-Planung

Leimbauweisen

Schäftungsstoß

doppelter Schäftungsstoß

Leime und Leimbauweisen wurden im Zusammenhang mit dem Brettschichtholz entwickelt. Für tragende Bauteile dürfen im Ingenieurholzbau nur zugelassene Leime verwendet werden. Die Verarbeitungsbedingungen sind strengstens einzuhalten und unterliegen der Güteüberwachung. Für Bauteile, die im Gebrauchszustand unmittelbar der Witterung oder in Gebäuden Klimabedingungen ausgesetzt sind, bei denen eine Gleichgewichtsfeuchte von 20% oder langfristig, oder häufig wiederkehrend eine Temperatur im Bauteil von 50 °C überschritten werden kann, dürfen nur Kunstharzleime verwendet werden, die auf Beständigkeit gegen alle Klimaeinflüsse geprüft sind (z.B. Resorcin- oder Melaminharzleim). Epoxidharze eignen sich besonders bei der Verleimung von dicken Fugen und bei Holz-Stahl-Verbindungen. Die Mischverhältnisse und die Eignungsprüfungen sind in den entsprechenden Normen festgelegt. In der Regel ist die Verträglichkeit Leim-Holzschutzmittel gewährleistet. In besonderen Fällen ist diese zu prüfen.

keilgezinkte Rahmenecke

Keilzinkungen, Varianten

keilgezinkte Rahmenecke mit gekrümmtem Eckstück

keilgezinkter Hartholzblock für Rahmeneck

Keilzinkung klein (15 – 20 mm)

Keilzinkung groß (ca. 50 mm)

Nagelpressleimung

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Leimverbindungen Tragende Leimverbindungen dürfen nur von Firmen mit einer »Leimgenehmigung« hergestellt werden. Sie brauchen dazu entsprechendes Fachpersonal und Werkseinrichtungen, die bauaufsichtlich überprüft werden. Mit dieser Technik sind praktisch unverschiebliche Verbindungen möglich, die Tragwerke mit optimalem Querschnittformen ermöglichen. Die Bretter werden erst in Längsrichtung z.B. durch eine Keilzinkleimung gestoßen. Anschließend werden die Brettlagen untereinander verleimt, dabei ist auf die Holzfeuchtigkeit, einen ausreichenden Leimauftrag und den Pressdruck zu achten. Beim Herstellen von Profilquerschnitten können die Bretter nachträglich z.B. mit Nagelpressleimung aufgeleimt werden. Dieses Verfahren, bei dem der Pressdruck durch die Nagelung erfolgt, eignet sich besonders für die örtliche Verstärkung mit Holzwerkstoffen.

Nagelpressleimung zur Aufnahme des Querzugs

Dreigelenkrahmen aus Brettschichtholz mit keilgezinktem Rahmeneck

Nagelpressleimung zur Auflagerverstärkung und Aufnahme des Querzugs

Lochverstärkung mit BFU und Nagelpressleimung

Untergurtstoß keilgezinkt

Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Fachwerk

Dreieckstrebenträger (DSB)

Trigonitträger Schnitt durch ein Trigonitträger

Wellstegträger

Trigonit-Fachwerkträger

Å-Träger (z.B. TJI)

Systemelemente Vollholz

Tragwerk-Planung

Industriell verleimte Bauteile Die Herstellung von Fachwerk-, Gurtund Stegträgern mit Leimverbindungen in rationalisierter Fertigung hat sich seit langem bewährt. Vor allem für die Nebenträger mit 8 bis 14 m Spannweite, bei der Kanthölzer nicht mehr ausreichen, sind zusammengesetzte und verleimte Querschnitte besonders wirtschaftlich. Selbst Hauptträger mit 20 m Spannweite sind mit diesem Verfahren möglich. Die Konstruktionshöhen von Parallelträgern sind durch die Zulassung begrenzt. Zu den bekanntesten Marken gehören Trigonit, DSB, Wellsteg und TJI.

Systemelemente, profiliert

Holztafelelemente Ihre Herstellung erfolgt durch Verleimung von Kanthölzern mit Furniersperr- und Furnierschichtholzplatten. Sie können auch durch Nagelung mit oder ohne Verleimung verbunden werden. Die Tafelelemente werden dabei als Hohlkasten oder als Å-Träger ausgebildet, die mit minimalem Materialaufwand im Haus- und Hallenbau einsetzbar sind. Sie erreichen als tragendes Dachelement bis zu 15 m Spannweite und dürfen als Wandelement zum Aussteifen herangezogen werden. Sie unterliegen sowie einer bauaufsichtlichen Zulassung und dürfen nur von Firmen mit einer Leimgenehmigung gefertigt werden.

Wellstegträger

Holztafeldetails in der Werkstatt vorgefertigte Tafelelemente

Tafelelemente für Dächer, Wände und Decken

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Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Tragwerk-Planung

Klammern

Besondere Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Bei der Bearbeitung der Details stehen dem Tragwerksplaner im Ingenieurholzbau vielfältige Verbindungsmittel und Beschlagteile zur Verfügung. Hier soll nur eine kleine Auswahl stichwortartig beschrieben werden: Sonderverbinder

runder Querschnitt

quadratischer Querschnitt

rechteckiger Querschnitt Bau bzw. Gerüstklammern nach DIN 7961

Klammerverbindungen • Holzklammern Sie bestehen aus verzinktem oder mit einer Rostschutzfarbe bestrichenem, 1,2 bis 2 mm dickem Draht, der mit einem maschinellem Nagelungsgerät eingetrieben wird. Die Wirkungsweise ist mit zwei dünnen Nägeln zu vergleichen, die auf Abscheren beansprucht werden. Holzklammern werden bei der Befestigung von Schalungen, Latten und bei Wandtafelelementen im Holzbau verwendet. Klammerverbindungen sind im 8. Kapitel der DIN 1052 geregelt. • Bau- und Gerüstklammern Sie gehören zu den traditionellen Holzverbindungsmitteln, die zur Übertragung von geringen Kräften und zur Lagersicherung geeignet sind. Man benützt sie heute vorwiegend im Gerüstbau und bei Hilfskonstruktionen. Die zulässigen Belastungen sind in der DIN 1052 angegeben. • Auflagerverstärkungen mit eingeleimten Gewindestangen Mit Hilfe von eingeleimten Gewindestangen oder Buchenstäben können die zulässigen Querdruckspannungen im Auflagerbereich erhöht werden. Bei gleichzeitiger Verbindung mit aufgenagelten Platten sind hohe Lasteinleitungen auf kleinem Raum möglich.

Simplex-Verbinder in Schnitt und Ansicht

eingeleimte Gewindestangen

Konstruktionsschnitt durch einen Hirnholzanschluss mit Ringdübel und Sonderverbinder

Spannschlösser Spannschlösser, auch für Spannstahl geeignet

Spannschloss eines Windkreuzes Anschluss mit Gewindestange

• Spannschlösser Spannschlösser oder Muffen mit Gegengewinde gestatten die genaue Einstellung von Rundstäben bei Windverbänden und Unterspannungen. Montagetoleranzen und Temperatureinwirkungen können durch Nachspannen ausgeglichen werden. In besonderen Fällen werden angeschweißte Klemmstäbe angebracht. Zugstäbe am Hartholz mit eingeleimten Stahl-Gewindestangen

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Auflagerdetail mit eingeleimter Schraube

eingeleimte Gewindestange nach Belastungstest

Verbindungsmittel und Verbindungstechniken

Verpressdübel eingebaut

Sonderverbindungen • Verpressdübel Zum Übertragen hoher Lasten eignen sich Verpressdübel, die in vorgebohrte Löcher eingelassen und anschließend verpresst werden. Es können sowohl Druck- als auch Zug- und Querkräfte aufgenommen werden, so dass biegesteife Stöße ohne Querschnittsvergrößerung möglich sind. Durch Verstärken der Auflagerpunkte mit Verpressdübeln können hohe Lasten in konzentrierter Form abgegeben werden. Hirnholzanschlüsse sind bis zu 192 kN belastbar. Durch das Verpressen werden hohe Passgenauigkeiten erzielt, so dass die Tragwerksgeometrie zwangsläufig eingehalten wird.

Tragwerk-Planung

• Lastdübelsysteme Übliche Dübelsysteme wie z.B. Hilti, Fischer und Upat sind zum Übertragen hoher Lasten von der Holzkonstruktion auf den Beton geeignet. Da die Löcher in der Betonplatte oder im Ringanker auf der Baustelle vorgebohrt werden, können Ungenauigkeiten des Unterbaus ausgeglichen werden. Die zulässigen Lasten sind den Zulassungen zu entnehmen. Die Randabstände im Beton sind zu beachten.

gelenkiger Stützenfuß als Gussteil

Schwerlastdübel zum Übergang auf Beton Ankerschiene

• Gussteile Für größere Serien von individuell gestalteten Verbindungen eignen sich Gussteile.

Sechskantmutter

Hutmutter

Unterlagscheiben quadratisch und rund

Sprengringe

Hilti-Schwerlastdübel

Anschluß mit Verpressdübeln

• Ankerschienen Als Verbindungselement zwischen Holzkonstruktion und Beton eignen sich Halfenschienen mit Ankerschrauben. Auch hier können Bautoleranzen ohne weiteres aufgenommen werden. • Spannelemente Die Unterlagscheiben sollten immer ausreichend groß bemessen werden. Um die Klemmwirkung von konstruktiven Bolzen oder eine konstante Vorspannung zum Überbrücken von Querzugspannungen auch noch nach dem Schwinden zu gewährleisten, empfehlen sich Tellerfedern oder Sprengringe. Tellerfedern haben dabei einen bedeutenden Dehnweg zur Konstanthaltung der Vorspannung.

• Elastomere- oder Gleitlager Die im Brückenbau geläufigen Lager sind auch im Holzbau geeignet, wenn hohe Auflagerkräfte übertragen werden sollen. Verdrehungen können sich dabei frei einstellen und hohe Kantenpressungen werden dabei vermieden. Bei Gleitlagern ist eine Teflonbeschichtung vorzusehen. Elastomere Lager sind bei Stützen mit großen Lasten zu empfehlen, um die Last zu zentrieren und Spannungsspitzen zu vermeiden. Beim Bemessen sind nicht nur zulässige Spannungen nachzuweisen, sondern auch zulässige Verformungen wie z.B. Verdrehungen oder Verschiebungen zu beachten.

elastomere Lager

Unterspannung mit Gussteilen

elastomere Lager als Dreh-, Kipp- und Gleitlager

Druckstab auf elastomerem Lager

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Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Tragwerk-Planung

eingespannte Konstruktionen

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente Die zulässige Traglast von Haupttragsystemen ist überwiegend von Stabilisierungs- und Aussteifungselementen abhängig und kann mit vielen konstruktiven Maßnahmen beeinflusst werden. Größten Einfluss haben neben der Materialqualität die Genauigkeit bei der Fertigung und Montage. »Theoretisch« ist die Obergurtstabilisierung eines Trägers mit einem »kleinen Finger« möglich - bei ideal gerader Ausführung! In der Realität ist jedoch immer mit Abweichungen von der idealen Geometrie, Toleranzen, Exzentritäten, Teileinspannungen, Ausführungsmängeln usw. zu rechnen.

Voll-, Verbund- und Kastenquerschnitte

Rahmenstäbe

Vertikale Tragsysteme Stabilisierungselemente sind zum Aufnehmen von Kräften aus Schiefstellungen und Ausmittigkeiten druckbeanspruchter Stäbe, Scheiben oder Rahmen ausreichend steif auszubilden. Ihre Aufgabe ist es Knick-, Kipp-, oder Durchschlagprobleme zu verhindern. Die dadurch sich ergebenden inneren Belastungen sind dabei nicht bis in den Baugrund zu verfolgen. Aussteifungsverbände nehmen äußere horizontale Lasten aus Wind, einseitigen Schneelasten, Verkehrslasten, Stöße, Schüttgutlasten, Bremskräfte und Erdbebenlasten auf, die bis in den Boden übertragen werden müssen. Eingespannte Stäbe Sie werden von inneren und auch von äußeren Lasten beansprucht. Zum Bemessen stehen zwei Verfahren zur Verfügung: Das Ersatzstabsverfahren und die Spannungstheorie zweiter Ordnung. Die Wahl der geeigneten Methode wird vom Ingenieur getroffen. Die Nachgiebigkeit der Verbindung ist durch Drehwinkelsteifigkeiten zu berücksichtigen. Der Einzelnachweis wird bei komplexen Systemen durch die Spannungstheorie zweiter Ordnung ersetzt. Eingespannte Stäbe werden als Vollquerschnitte aus Kantholz oder Brettschichtholz oder aus zusammengesetzten Querschnitten ausgeführt.

Gitterstäbe

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Stütze in x- und y-Richtung eingespannt

eingespannter Stab, Maibaum

eingespannte Stütze, vierteilig

Rahmen und Gitterstäbe Mehrteilige zusammengesetzte Stützen unterscheidet man in kontinuierlich verbundene und in gespreizte Rahmenstäbe mit Querverbindungen, bei denen der Knicknachweis sowohl am Gesamtsystem als auch am Gurt durchgeführt wird. Die Abminderung des wirksamen Trägheitsmoments infolge der Nachgiebigkeit der Verbindungsmittel ist nach DIN 1052 zu führen. Der Knicknachweis des Gesamtsystems ist mir Ersatzstablängen oder mit der Spannungstheorie zweiter Ordnung mit Momentenbelastung infolge Schrägstellung und Querbelastung möglich.

Stützen in x- und y-Richtung eingespannt

Stütze in x-Richtung eingespannt

Gitterstützen in x-Richtung eingespannt

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Tragwerk-Planung

Abgestütze Stäbe Um die Knicklänge und somit die Momentenbelastung von Druckstäben zu reduzieren, sind Zwischenabstützungen geeignet. Ungewollte oder bei der Belastung auftretende Schrägstellungen werden rechnerisch mit Abtriebslasten erfasst, die bei Vollholz mit N /50 und bei Brettschichtholz mit N /100 angesetzt werden. N wird dabei als resultierende maximale Drucklast in Rechnung gestellt.

Abgestützte Konstruktionen

Einzelabstützung außenliegende Abstützung einer Halle

statisches System zum Stabilisieren von Stützen

am Treppenturm abgestütztes Holzskelett

Abgespannte Stäbe Druckstäbe werden gegen Knicken vorteilhaft mit zugfesten Abspannungen ausgesteift. Die Spannglieder werden in Stahl ausgeführt und können bei der Verwendung von Gewindestahl und Muffen nachgespannt werden. Dadurch ist ein genaues Zentrieren der Achsen möglich. Masstoleranzen können ausgeglichen und Fassadenelemente genauestens eingepasst werden. Beim Bemessen sind die Wechselbelastungen und Temperaturveränderungen in Rechnung zu stellen und für die Verformung nachzuweisen. Bei Stahlkreuzen ist eine Vorspannung in Betracht zu ziehen.

in der Wand liegende Abstützung

Mehrfachabstützung

Abgespannte Konstruktionen

Mast abgespannt

vor der Wand liegende, gekreuzte Abspannung

im Auflagerbereich liegende, gekreuzte Abspannung

abgespannte Pfosten-Riegelkonstruktion, die Verformungen infolge Temperaturveränderungen sind im Stahl nachzuweisen

mit Membran abgespannter Pylon

Stützen und Träger abgespannt

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Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Tragwerk-Planung

Vertikale Tragsysteme rechtwinklig zum Haupttragsystem

Rahmenverband mit keilgezinkten Ecken

Stabilisierung und Aussteifung im Rahmen Bei Gebäuden mit großen Tor- und Fensteröffnungen können an Stelle störender Diagonalen Rahmenkonstruktionen mit breiteren Lichtraumprofilen vorgesehen werden. Die in der Wand liegende Rahmenkonstruktion – rechtwinklig zur Richtung des Haupttragsystems – hat Windlasten aus dem Aussteifungsverband und die Abtriebslasten aus schrägstehenden Stützen benachbarter Binder aufzunehmen. Auf ausreichende Steifigkeiten insbesondere bei großen verglasten Flächen ist besonders zu achten. Der Rahmen kann mit Kantholz, Brettschichtholz, Furnierschichtholz oder in extremen Fällen mit Stahlprofilen ausgeführt werden.

mehrgeschossiger Rahmen

aufgelöste Rahmenecke mit Furnierschichtholzbogen

Rahmenverband mit nachgiebigen Verbindungsmitteln Verbände aus Rahmen mit aufgelösten Ecken Rahmen mit Kopfbändern

Verbände aus Diagonalfachwerken

Diagonalfachwerk

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Stabilisierung und Aussteifung mit Fachwerken In teilweise geschlossenen Gebäuden sind an den Wänden Fachwerke zur Aussteifung üblich. Sie ergeben gegenüber Rahmen einen wesentlich geringeren Materialbedarf, erfordern jedoch ein höheren Aufwand für die Verbindungsmittel. Die Riegelpfostendiagonalen können als Unterkonstruktion für den Wandaufbau verwendet werden. Die sich daraus ergebenden Belastungen, insbesondere rechtwinklig zur Wand, z.B. Wind- oder Silolasten, sind beim Bemessen zu berücksichtigen.

in der Wand durchlaufendes Diagonalfachwerk

Verbände aus K-Fachwerken

V-förmiges Fachwerk

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Tragwerk-Planung

Stabilisieren und Aussteifen mit Scheiben

Scheibe

mehrgeschossiges Wohnhaus in Blockbauweise

Belastung einer aus drei Tafeln zusammengesetzten Wand

Wandscheibenwirkung durch diagonalen Bohlenbelag

Wandscheiben in räumlich symmetrischer Anordnung Wandscheiben aus Holztafeln

Die Ausbildung von Wandscheiben kann aus Rundholz, Kantholz oder in Bohlenbauweise erfolgen. Es können auch diagonal verlegte Bohlen oder Platten aus Holzwerkstoffen sowie Scheiben aus Trapezblechen, Beton, Ziegel oder Kalksandsteinwänden zum Aussteifen oder Stabilisieren von Tragwerken herangezogen werden. Bei geschlossenen Wänden oder Wänden mit Öffnungen (Fenster, Türen und Aussparungen) unter 25 % Flächenanteil, ist eine schubsteife Ausbildung als Wandscheibe möglich. Große Öffnungen sind gesondert zu berücksichtigen. Rechtwinklig zur Scheibe wirkende Kräfte sind als besondere Beanspruchung anzusetzen. Die Anordnung der Wandscheiben ist im Grundriss so zu planen, dass sich mindestens drei Wirkungslinien nicht in einem Punkt schneiden. Bei günstiger Anordnung der Wandscheiben können die anfallenden Wind- und Stabilisierungslasten entsprechend den Wandlängen verarbeitet werden. Hxi =

bxi Wx Σbxi

Hyi =

byi Wy Σbyi

Die Lage der Stöße ist sorgfältig zu planen. Die Verbindungsmittel müssen entsprechend den Scheibenkräften bemessen werden. Insbesondere die Übertragung der Lasten von Stützen, Decken- bzw. Tragsystemen auf die Holztafeloder Massivbauteile ist unter Berücksichtigung von Einbaufeuchten, Schwind- und Kriechverhalten genau zu verfolgen.

Sporthalle mit Wänden aus Betonfertigteilen

Konstruktionen von Wandscheiben

Blockwand

Diagonalbohlen

Holzwerkstoffbeplankung

Trapezblechbeplankung

Scheibe mit Öffnung Betonfertigteile

mehrgeschossiges Geschäftshaus in Fachwerkbauweise

Fugenausbildung von Holzwerkstoffbeplankung

Verbindung Holzstütze – Massivwand

Mauerwerk

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Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Tragwerk-Planung

Rahmenpfetten

statisches System

mit BFU oder Flachpressplatten

Stabilisieren und Aussteifen mit Nebentragsystemen

Rahmenpfetten Zur Kippaussteifung von Biegeträgern in Vollwand- oder Kastenbauweise sowie zur Knickaussteifung von Fachwerkgurten eignen sich statisch wirksame Rahmenpfetten. Das Lichtraumprofil zwischen den Hauptträgern und der Dachform wird dadurch genützt und besonders gestaltet. Die statische Durchlaufwirkung der Nebentragsysteme wird auf einfache Weise erzielt und vorteilhaft verwendet. Einseitige Lasten aus Schnee und Wind müssen bei profilierten Dachformen berücksichtigt werden.

Rahmenpfetten

mit durchgehenden Kanthölzern für Installationsführung und Belichtung gekrümmte Kopfbänder aus Funierschichtholz

mit Kantholz

Rahmenpfette zum Stabilisieren des Brückenträgers

mit Kantholz und einseitig freiem Fachwerkträger für Belichtung

mit Bretter oder Bohlen

räumlich angeordnete Kopfbänder in einer historischen Konstruktion

mit Stahl

mit Furnier-Schichtholzbogen räumlich angeordnete Kopfbänder in einer neuen Konstruktion

mit Kantholz

mit Kantholz umgekehrt

128

Kopfbänder Die wohl älteste und bewährteste Art des Aussteifens sind Kopfbänder die in unterschiedlichster Form gestaltet werden können. Beim Verwenden von nur zugfesten Stabilisierungselementen zur Kippund Knickaussteifung ist eine Vorspannung empfehlenswert. Die Lasteinleitung im Untergurt ist sorgfältig zu überprüfen, sobald Pfetten in Feldmitte nochmals unterstützt werden. Das Gleichgewicht der Horizontalkräfte ist insbesondere in den Randfeldern nachzuweisen.

aus Leimholz

Kopfbandrahmenkonstruktion mit räumlicher Geometrie

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Fachwerkpfetten

Tragwerk-Planung

Fachwerkpfetten Bei großen Spannweiten bzw. bei großen Binderabständen und hohen Tragsystemen empfiehlt sich eine fachwerkartige Ausbildung der Nebentragsysteme. Kriterien der Dachform, Innenraumstruktur und Unterbringung von Installationen können gut mit der Aussteifungsaufgabe der Nebentragsysteme abgestimmt werden. Die Vielfältigkeit, das Nebentragsystem auszubilden, ist dabei unbegrenzt.

zum Stabilisieren des Fachwerkrahmens

zum Stabilisieren des Vollwand-Durchlaufträgers Fachwerkpfetten für ebene Dachflächen

Fachwerkpfetten für geneigte Dachflächen

Rautenfachwerk – Nebenträger mit 30 m Spannweite als Stabilisierung der Fachwerk-Hauptträger mit 60 m Spannweite

zum Stabilisieren des Fachwerkträgers

zum Stabilisieren der Fachwerkrahmengurte

Flächentragwerke

Faltwerk

zum Stabilisieren der Vollwandrahmen HP-Schale

Flächenwirksame Systeme Nebentragsysteme können in Verbindung mit den dazu rechtwinkligen Hauptträgern räumlich wirken, wenn sie als sogenannte Flächentragwerke ausgebildet werden. Dazu gehören Faltwerke, tonnenförmig gekrümmte und doppelt gekrümmte Tragsysteme. Die knickgefährdeten Gurte der Hauptträger sind in diesem Fall kontinuierlich abgestützt. Bei großen Spannweiten ist es wirtschaftlich, das räumliche statische Verhalten des Gesamtsystems in Betracht zu ziehen, um die Stabilisierungskräfte zu reduzieren. Beim Verwenden nichtlinearer Finite-Elemente-Methoden lässt sich ein wesentlich günstigeres Verformungsverhalten nachweisen.

Tonnenschale

Muschelshed

zum Aussteifen des räumlichen Rippentragwerks

129

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Tragwerk-Planung

Horizontal und schrägliegende Tragsysteme

Windrispe zugsteif

Windrispe zugsteif und drucksteif

Längsverbände Einfache Hausdächer aus Sparren oder Gaspärrebindern sind mit Windrispen in Form von aufgenagelten Stahlbändern, Latten, Druckstreifen aus Holzlatten oder Bohlen aussteifbar. Auf sorgfältiges Einleiten der Windlasten in die Unterkonstruktion ist besonders zu achten. Sind die Giebelscheiben ausgesteift, besteht die Möglichkeit, durch Längsverbände die Spannweite der Sparren zu reduzieren. Die Längstragwirkung von Kopfbandbalken ist nach DIN 1052 nachzuweisen. Längsverbände in Form von Fachwerken oder parabelförmigen Zugverbänden sind bei Systemen mit schlechten Fundierungsbedingungen wirtschaftlich, bei denen Stützeneinspannungen oder Horizontalschübe nicht zu vermeiden sind, um die Gesamtstabilität zu gewährleisten. Einseitige Schneeoder Windlasten müssen bis in den Baugrund geleitet werden.

drucksteife Windrispen unter Koppelpfetten doppelte Windrispe zug- und drucksteif

gekreuzte Windrispen

Diagonalverband in Längsrichtung

Kopfbänder mit Rahmenwirkung in Längsrichtung

Abstützung in Längsrichtung

Längsaussteifung durch liegendes Fachwerk mit gekreuzten Stahldiagonalen

Fachwerk in Kehlbalkenebene

U-Fachwerk in Dachebene

130

Herstellen des statischen Gleichgewichts der abhebenden Windkräfte durch Verankern

Parabelverband in Längsrichtung

Längsaussteifung durch liegendes Fachwerk mit gekreuzten Holzdiagonalen

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Tragwerk-Planung

Querverbände Die Verbände müssen in der Lage sein, die Abtriebslasten infolge unvermeidlicher Fertigungs- und Montageungenauigkeiten aufzunehmen und zugleich das Hauptsystem gegen Kippen bzw. Knicken auszusteifen.

Varianten von Verbänden

Träger auf 2 Stützen

mit großer Knicklänge liegender Verband mit Stahldiagonalen

einseitig ohne Aussteifung, ohne Stabilisierungselemente

mit erhöhter Steifigkeit Wind- und Stabilisierungsverband in Querrichtung als Fachwerk mit steigenden Diagonalen

liegender Verband mit Holzdiagonalen, K-Pfetten für die Horizontalkräfte aus Turngeräten

Bei flachen Dächern werden die Stabilisierungs- und Aussteifungslasten über Fachwerkträger in der Dachebene auf die Stützen bzw. auf die seitlichen Wandverbände übertagen. Zum Stabilisieren von Obergurten schlanker Vollwandträger ist dabei der Stabilisierungsverband mit einer Seitenlast qs zu bemessen: für Fachwerkträger:

mit reduzierter Knicklänge

mit Wandverbänden mit kleiner Knicklänge

qs = m • Ngurt 30 • l für Vollwandträger:

liegender Verband mit Diagonalfachwerk aus Holz

mit Eigensteifigkeit des Haupttragsystems

qs = m • Mmax 350 • l • h Die Seitenlast qs ist bei Spannweiten über 40 m voll mit der Windlast zu überlagern. Die Verformungen des Verbandes sind auf f≤

zu begrenzen. Die Abstände der Verbände sollen in der Regel 25 m nicht überschreiten. Bei genaueren Nachweisen und konstruktiven Maßnahmen wie z.B. zugfesten Anschlüssen von Pfetten in Längsrichtung sind größere Abstände möglich. Die Nachgiebigkeit der Verbindungsmittel ist bei großen Spannweiten im Verformungsnachweis zu berücksichtigen. liegender Verband mit gekreuzten Stahldiagonalen

mit Wandverbänden und Gabellagerung

l 1000 Stahldiagonalen nachstellbar

Holzdiagonalen

stabil und ausgesteift in allen Richtungen

131

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Tragwerk-Planung

statisches Gleichgewicht eines schrägliegenden Verbandes im Raum

Kragverbände Bei steilen Dächern sind die Abtriebslasten im Firstpunkt konstruktiv schwierig anzuschließen. In diesem Fall besteht die Möglichkeit einen Kragarm im Rechenmodell anzusetzen, da im Auflagerbereich der Verbände einfach angeschlossen werden kann. Das statische Verhalten wurde in Versuchen im Maßstab 1:1 nachgewiesen. Die Ausbildung der Kragverbände ist vielfältig, da die Steifigkeit durch Abstufen, Abstützen, Abspannen oder Koppeln mehrerer Felder wesentlich erhöht werden kann.

Varianten von Kragverbänden

Kragarme

K-Fachwerk über 2 Felder

ohne Aussteifung und Stabilisierung

Diagonalfachwerk abgestuft

Diagonalfachwerk abgestützt

mit drucksteifer Abspannung, mit horizontaler Festhaltung

Kragverband im Grundriss Diagonalverband aus Kantholz in Dachebene

Diagonalfachwerk abgespannt

auskragender K-Verband

mit drucksteifer Abspannung, mit horizontaler Festhaltung, Wand und Untergurtverband

gekreuzter Verband aus Brettern

Andreaskreuz

auskragender Diagonalverband im Giebelfeld mit Wandverbänden

132

Verband in Dachebene zum Aussteifen und Stabilisieren des Fachwerkobergurtes, Rahmenpfette zum Stabilisieren des Fachwerkuntergurtes bei abhebenden Windkräften

K-Verband

mit drucksteifer Abspannung, mit horizontaler Festhaltung, Wand und Untergurtverband und Obergurtstabilisierung

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Tragwerk-Planung

Dreigelenkfachwerkrahmen

Varianten von Querverbänden

Verband mit gekreuztem Diagonal-Fachwerk über zwei Felder

ohne Aussteifung ohne Stabilisierung abgestützt

Bogenhallen mit Verbänden in allen Feldern

abgestuft

Rautenverband abgestufter Querverband

Detail eines Diagonalverbandes aus Stahl mit Spannschloss

Rautenverband über 2 Binderfelder

Geknickte Systeme Durch die Geometrie des Haupttragwerks ergeben sich aus den Verbänden für Rahmen und Bögen wesentliche Umlenkkräfte, die für das Bemessen des Haupttragsystems maßgebend sein können. Für große Spannungen ist die Untersuchung des gesamten Tragwerks ratsam, da die Überschlagsformel zu hohen Stab- und Anschlusskräften in den Verbänden führen, die teure Verbandsknoten ergeben. Bei kleineren Spannweiten sind Ansätze mit einem Rechenmodell als Kragfachwerk ausreichend.

mit Wandverband

mit Wand- und Dachverband

mit Wand-, Dachverband und Stabilisierung des Druckgurtes im Rahmen-Eckbereich

133

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Tragwerk-Planung

Aussteifungselemente z. B. für Dächer

ungespundet als Diagonalschalung

auf Lücke, gefast als Diagonalschalung

Bretter versetzt und vernagelt

gespundet

Schalung doppelt gespundet (F 30 Profil, DIN 4 102)

Furnierschichtholz

Flachpressplatten ungefast

Flachpressplatten mit Nut und Feder

Dach- und Deckenscheiben

aus Brettern und Bohlen einlagig Dachschalungen aus Einzelbrettern, mit einem oder mit zwei Nägeln befestigt, haben geringe aussteifende Wirkung. Druckbeanspruchte Gurte von Dachtragwerken mit Spannweiten bis 12,50 m, Systemabstand kleiner als 1,25 m, können durch Bretter stabilisiert werden, vorausgesetzt, die konstruktiven Regeln nach DIN 1052 werden eingehalten. Für die Aufnahme äußerer Lasten, zum Beispiel aus Wind usw., sind durch konstruktive Maßnahmen, wie z.B. diagonal verlegte Schalungen oder wechselweise diagonal verlegte Schalungen ausreichende Verbandsteifigkeiten erzielbar. Ein genauer Nachweis mit Rechenmodellen analog zu Fachwerken ist zu führen. Dabei ist auf den Anschluss der Diagonalkräfte besonders zu achten. Mit Bohlenlagen entsprechender Breite und biegesteifer Vernagelung mit den Gurten sind anhand von Vierendeel-Analogien unter Berücksichtigung der Nachgiebigkeit der Verbindungsmittel Verbandsteifigkeit gegen horizontale Durchbiegungen bis 30 m Spannweite erreichbar. Die horizontalen Durchbiegungen sind auf 1/ 1000 der Stützweite zu beschränken; die vertikalen Durchbiegungen der Bretter bzw. Bohlen auf 1/ 400 der Stützweite. aus Brettern und Bohlen mehrlagig Zum Erhöhen der Steifigkeit der Dach- und Deckenscheiben bietet sich eine mehrlagige Anordnung der Brettschalung an. Die Kombination von Brettschalung und Holzwerkstoffplatten als schubsteifes Material ist eine weitere kostengünstige Variante. Der Nachweis der Steifigkeit kann nach Rechenmodellen analog verbretterter Träger oder Stegträger erfolgen. Auf die Verbindungsmittel, d.h. auf ausreichende Ausnagelung mit den erforderlichen Nagelabständen, sowie den Abständen der Brettstöße ist zu achten, falls keine durchgehenden, keilgezinkten Bretter verwendet werden.

normale Dachschalung

Bohlenlage als Aussteifungsverband

Fachwerk mit Diagonalschalung stabilisiert Orthogonalschalung mit biegesteifer Vernagelung

Dachkonstruktion mit Diagonalschalung stabilisiert

Diagonalschalung

Dreiecksfachwerk mit Diagonalschalung und Bogen mit Dreiecksfachwerk stabilisiert

Gipskarton-/ Gipsfaserplatte

Trapezblech

134

gekreuzte Diagonalschalung

Hängedach mit diagonaler Bohlenlage ausgesteift

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Dachscheiben aus Holzwerkstoffen

Dach- und Deckentafel

einseitig aufgeleimt, genagelt oder geschraubt

zweiseitig aufgeleimt, genagelt oder geschraubt

verstärkte Deckentafel

Kastenelement für große Spannweiten

Scheiben aus Holzwerkstoffen sind statisch nachzuweisen, näherungsweise mit Ersatzsystemen analog von Biegeträgern aus nachgiebig verbundenen Querschnittsteilen. Wichtig ist dabei die konstruktive Ausbildung der Fugen und der Vernagelungen, um eine kraftschlüssige Verbindung mit den Obergurten des Haupttragsystems, seien dies Pfetten, Sparren, Obergurte von Trägern, Fachwerken, Stabzügen, usw. herzustellen. Als Sekundärelement unterscheidet man Holztafeln und Rippen versteift, bzw. symmetrisch und unsymmetrisch, einseitig oder zweiseitig beplankt, jeweils mit statisch tragender Funktion. Die mitwirkende Plattenbreite, also auch die Berücksichtigung der Nachgiebigkeit der Verbindungsmittel im Verbundquerschnitt ist nachzuweisen. Auf das Dampfdiffusionsverhalten sowie das Verhindern des Durchfeuchtens auch während der Bauzeit ist besonders zu achten. Die Einhaltung der Scheibenfestigkeit für 1/1000 der Spannweite ist zu berücksichtigen. Die Erhöhung der Scheibensteifigkeit kann durch konstruktive Ausbildung der Beplankung zu Kastenquerschnitten parallel zum Haupttragsystem auf Pfetten oder direkt als Nebentragsystem erfolgen. Auch Spannungen in der statisch mittragenden Beplankung sind zu berücksichtigen.

Tragwerk-Planung

Dach- und Deckenscheiben aus Verbundwerkstoffen

Haupt- sowie Nebentragsysteme können auch mit Scheibentragwirkung konstruiert und als Deckenund Dachscheiben verwendet werden. Es lassen sich dazu z.B. Stahltrapezbleche mit entsprechender Befestigung, sowie Trapezbleche mit Betonauffüllung einsetzen. Das Herstellen der Verbundwirkung zwischen Platte und Holzrippe ist gesondert nachzuweisen. Die Kombination von Holzrippen, Schalungen und mittragender Betonverbundplatte ergibt neben der hohen Scheibenfestigkeit hohe Schwingungssteifigkeiten. Zudem ist bei Anforderungen an den Brand- und Schallschutz die HolzBeton-Verbundbauweise insbesondere für Altbausanierungen und für Neukonstruktionen im Geschossbau wirtschaftlich einsetzbar. Auf das Langzeitverhalten der Verbundkonstruktion ist rechnerisch besonders zu achten.

Durchlaufrahmen

ohne Aussteifung, ohne Stabilisierung

mit Rahmenstiel und Wandverband

Deckenelement aus Schichtholz mit Rahmenstiel, Wandverband und Rahmenpfetten Trapezblech

Trapezblech mit Betonverbund

schubsteife Platten (z. B. Spanplatten, Sperrholzplatten, Brettlagenplatten, Furnierschichtplatten)

Kastenelemente aus Stegträger und Sperrholzbeplankung

Holz-Betonverbundplatte

Holz-Betonverbund mit Halbrundhölzern

Gasbetonplatten

Flachpressplatten als stabilisierende Dachhautträger

mit Rahmenstiel, Wandverband, Rahmenpfetten und Dachscheibe, stabil und ausgesteift in alle Richtungen

135

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Tragwerk-Planung

In der Form und Geometrie erzeugte Stabilität

Durch Formsteifigkeit des Haupttragsystems im Querschnitt Haupttragsysteme können sich durch eine verstärkte Steifigkeit um die y-Achse mit Hilfe von T-, Å-, Dreiecks- oder Kreisquerschnitten bzw. in Form von Faltwerken selbst gegen Knicken, Kippen und Beulen stabilisieren. Dabei entstehen räumliche Fachwerkträger, die sowohl in x- als auch in y-Richtung auf Knicken nachzuweisen und die Knickspannungen mit den Biegespannungen zu überlagern sind. Mehrteilige Querschnitte sind unter Berücksichtigung der Nachgiebigkeit der Verbindungsmittel zu führen. Bei Vollwandträgern entfällt der Kippnachweis, wenn die Schlankheit H / B kleiner als 4 ist und die Stabilisierung am Auflager durch Gabellagerung gesichert ist. Bis zu einer Schlankheit von 10 kann ein vereinfachter Knicknachweis nach DIN 1052 geführt werden, wobei sich allerdings größere Abmessungen ergeben als bei einem genauen Kippnachweis. Bei Kastenquerschnitten empfiehlt es sich die Nachweise nach DIN 4114 zu führen. Die Beulsicherheit kann auch mit konstruktiven Maßnahmen erzielt werden, wie z.B. durch Variation der Wandstärken, durch die Profilierung bei Furniersperrholz bzw. Furnierschichtholz oder das Anbringen von zusätzlichen Versteifungen.

Faltwerkträger Faltwerk – stabil ausgesteift durch die Geometrie

Dreieckträger Faltdach aus verbundenen Leimholzträgern

Radiales Faltdach mit Fachwerkträgern

}- und Å-Querschnitte aus Leimholz Tonnenshed mit schubsteifer Ausführung

Klärbehälter für chemisch aggressive Abwässer

136

Kreisquerschnitte als Rohre für den Leitungsbau und für Silokonstruktionen mit Spannringen aus Stahl

Silokonstruktion mit Vorspannung

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Eigensteifigkeit des Haupttragsystems in der Ansicht

Fischbauchträger mit Stahlzugband

Unterspannung mit K-Pfette stabilsiert

Rahmenuntergurt mit Stahlzugbändern stabilisiert

Unterspannung Die unterspannten Systeme zeichnen sich durch eine große Vielfalt aus. Für große Spannweiten wird Abspannen oder Abstützen des geknickten Zuggurtes, gegen seitliches Ausweichen erforderlich, wenn die Form und die konstruktiven Maßnahmen nicht ausreichen. Eine weitere Möglichkeit ist das Einspannen des Pfostens in den Obergurt oder in die Querpfetten. Wird der Obergurt geknickt und damit ein ausreichender Abstand zwischen der Systemlinie des Obergurtes und der Auflagerhöhe hergestellt, können weitere Stabilisierungsmaßnahmen entfallen. Als ausreichend kann dabei eine bleibende Überhöhung des Obergurtes unter Volllast von 1/ 200 angesehen werden. Stabzüge, Rahmen und Bögen Die Stabilität bzw. Traglast von Stabzügen, Rahmen und Bögen ist mit vielen konstruktiven Maßnahmen beeinflussbar und von der ausführungstechnischen Genauigkeit abhängig. Neben der Verhinderung des Knickens aus der Binderebene, also der Kippgefahr des Obergurtes, ist die kippgefährdete, innen gedrückte Rahmenecke zu beachten. Vereinfacht kann das Zusatzmoment mit Ansatz einer Ersatzlast von H = N / 100 in der Rahmenecke berechnet werden, falls kein genauerer Nachweis geführt wird. Für das Ausweichen bzw. Knicken in der Binderebene, kann das Ersatzstabverfahren nach DIN 1052 aber auch sehr vorteilhaft der Nachweis nach der Spannungstheorie 2. Ordnung geführt werden. Schnittgrößen und Verformungen werden dabei mit γ1 bzw. γ2 Fachlasten ermittelt. Dabei wird die ungewollte Exzentrizität sowie die Nachgiebigkeit der Verbindungsmittel nach DIN 1052 angesetzt.

Tragwerk-Planung

Zuggurtkippen beim unterspannten Träger

Sicherung durch Rückstellkraft

durch Einspannen

durch Kopfband

durch Rahmenpfette

Maßnahmen gegen das Ausknicken und Beulen eines Dreigelenk-Rahmens mit Vollwand-Querschnitt

durch Querschnittsbreite

durch Pfetten und Diagonalverband

durch Querschnittsbreite und Traufpfette

durch Pfetten, Diagonalverband und Kopfbänder an den Pfetten im Eckbereich

137

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Tragwerk-Planung

Triangulierte Tragsysteme im Grund- und Aufriß

Durch Geometrie des Haupttragsystems im Grundriss Die Geometrie des Haupttragsystems im Grundriss kann sogewählt werden, dass horizontal liegende schubsteife Fachwerke entstehen, die in der Lage sind, mit hohen Steifigkeiten Wind, Erdbebenlasten usw. abzutragen. Die Schnittkräfte aus horizontalen Lasten sind mit den vertikalen Lasten zu überlagern. Auf die Stabilisierung der Hauptsysteme ist dabei besonders zu achten. Die auftetenden Kräfte im Fachwerk und in den verschiedenen Knotenpunkten sind genau zu verfolgen. Durch Geometrie des Haupttragsystems im Raum Die einfachste Art Stabilisierungsverbände zu umgehen, ist räumlich stabile Haupttragsysteme zu entwerfen. Es sind nur Einzelstabilitätsnachweise in den Stäben zu beachten, sowie ein Gesamt-Stabilitätsnachweis zu führen. Dies führt zu komplex räumlichen Systemen.

Triangulierung, 60° Raster, eingespannte Stützen

Balkenrost, ausgesteift durch Triangulieren und mit ebenfalls triangulierten Pfetten stabilisiert

trianguliertes Nebentragwerk zum Stabilisieren der Hauptträger

Drei-Bock

Pyramide, räumlich stabil Turm aus drei Fachwerken

mit Kehlbalken

Pyramidenstumpf, räumlich stabil

Pyramide aus Stabzug

räumlich stabile Form

138

Funkturm aus vier Rautenfachwerken

mit K-Fachwerk

Vier-Fußrahmen, räumlich stabil

Stabilisierungs- und Aussteifungselemente

Stabilität durch räumliches Tragverhalten

Rippenkuppel mit einem Ring d = 60 m

Stabzugkuppel mit einem Ring d = 90 m

Stabwerkskuppel mit vielen Knoten d = 130 m

Raum- und Flächentragwerke Betrachtet man die Gesamttragwirkung von Primärsystem, Sekundärsystem und Aussteifungssystem so weisen fast alle Holzbauwerke ein räumlich tragendes Fachwerk auf. Eine wirklichkeitsnähere Traglast- bzw. Schnittkraftermittlung ist es deshalb, die Struktur als ganzes Tragsystem zu berücksichtigen und nichtlineare Berechnungsmethoden einzusetzen, bei denen Lastsicherheitswerte und Vorverformungen vom Ingenieur konstruktiv berücksichtigt werden können. Tragwerke als hochgradig statisch unbestimmte Systeme, bei denen die Nachgiebigkeit der Verbindungsmittel eine wesentliche Rolle spielen, haben vor allem den Vorteil der Lastumlagerungsfähigkeit. Dadurch nähert sich das Gesamtverhalten den mit statischen Mittelwerten errechneten Traglasten (Elastizitäts- und Verschiebungsmodul und Bruchfestigkeit). Für maximal beanspruchte Bauteile bzw. Tragwerksbereiche ergeben

Tragwerk-Planung

sich günstigere Werte als bei dem Rechenweg über die aus der Probabilistik zugelassenen Spannungen für die einzelnen Bauteile. Das Optimierungskriterium für Raum- und Schalentragwerke ist der Aufwand für die Verbindungsmittel, um die Gesamtkonstruktion ausreichend, auch für den asymmetrischen Lastfall auszusteifen. Dabei ist deren Nachgiebigkeit besonders zu berücksichtigen. Schwingungsverhalten, Duktilität und Erdbebensicherheit Die Problematik der Nachgiebigkeit der Verbindungsmittel hat den Vorteil, ein großes Dämpfungsmaß bei schwingungsempfindlichen Systemen aufzuweisen. Zudem ist durch die Nachgiebigkeit der Verbindungsmittel ein sprödbrüchiges Verhalten ohne vorangegangene Verformung ausgeschlossen. Durch die Nachgiebigkeit der Verbindungsmittel ergibt sich für Bauwerke in Erdbebengebieten mit dem geringen Eigengewicht, also mit einer geringen schwingenden Masse, ein starkes Dämpfungsverhalten.

durch Duktilität standsicher seit Jahrhunderten in der größten Erdbebenzone

Belastungsversuch zur Ermittlung von Kennwerten für das Durchbiegungs- und Schwingungsverhalten am Bauwerk

Ausblick

Windmühlen, Beispiel und Herausforderung für den Ingenieur aus dem 19. Jhd.

Die Wirtschaftlichkeit, Gebrauchsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Holztragwerken kann nicht nur Ergebnis statischer Berechnungen sein. Auf dem Weg zu einer optimalen Konstruktion sind vor allem Fragestellungen zu Materialwahl, Verbindungstechnik und zur sinvollen Kombination einzelner Tragsysteme zu einem Tragwerk zu beantworten. Diese Überlegungen gehören zusammen mit der Statik zum Aufgabenbereich der Tragwerksplanung. Werden im Holzbau realistische Annahmen für die Standsicherheitsnachweise getroffen und wird die Aufgabe der Qualitätssi-

cherung gebührend ernst genommen, dann können Bauwerke von hoher Ausführungsgenauigkeit entstehen, die wirtschaftlich, wertbeständig und wettbewerbsfähig sind. Ein großer Nachholbedarf besteht heute noch bei der Zusammenfassung von Erfahrungen, Versuchen und Berechnungen zu Modellen, die den Nachweis der Zuverlässigkeit eines Holztragwerks möglichst nahe an der Realität ermöglichen. Nur mit verstärkten Anstrengungen im Bereich der Lehre, der Forschung, der Entwicklung und der Planung können Fortschritte gemacht werden.

Windrad-Projekt mit Holzmast als Herausforderung für den Ingenieur im 21. Jhd.

139

Teil 5 Gebaute Beispiele: Tragwerk Julius Natterer, Wolfgang Winter

Die folgenden Beispiele sind eine Auswahl in jüngerer Zeit realisierter Holzkonstruktionen. In wenigen Fällen werden auf Grund besonderer Merkmale ältere Projekte gezeigt. Die Reihenfolge richtet sich nach den Tragsystemen, beginnend bei Stützen über Träger, Stabsysteme, Rahmen, Bögen, Rost- und Faltwerke bis zu den Flächen- und Raumtragwerken. Am Schluss stehen einige Beispiele, die den Einsatz des Baustoffs Holz von äußerst schwer belasteten Konstruktionen bis zu sehr leichten, aber hochleistungsfähigen Geräten deutlich macht. Auf den Doppelseiten ist in der linken Spalte der linken Seite das System mit einigen Varianten, auf der rechten Spalte der rechten Seite eine Systemvariante mit Lastannahmen und darunter die Verformung im Lastfall dargestellt. Die beiden Mittelspalten zeigen die realisierten Beispiele. Auf den Innenspalten am Bund sind die zum Tragsystem passenden Regeldetails angeordnet. Nicht immer war es möglich, eine direkte Zuordnung der Regeldetails zu den Tragsystemen zu erreichen. Viele können in mehreren, unterschiedlichen Tragsystemen ausgeführt werden. Mit der Grösse der Systemzeichnungen wird ein Hinweis auf die Tragfähigkeit bzw. die mögliche Spannweite im Vergleich gegeben. Die Projektbezeichnungen und die Detailangaben stammen aus den Unterlagen, die von den Projektverfassern zur Verfügung gestellt wurden. Die Größe der realisierten Tragwerke und die mögliche Größe der Systeme ist aus den Vermaßungen bei den Projekten und den Maßangeben in den Systemspalten zu erkennen.

140

Objekt

Seite

Konstruktion

Bürogebäude in Châlons-sur-Marne, F Jugenddorf in Cieux, Haute-Vienne, F Bürogebäude in München, D Japanischer Pavillon in Sevilla, E Reithalle in Garnzell, D Tribüne in Neufahrn, D

142 143 144 145 146 147

Stützen

Sagastäg – Brücke in Schiers, CH Architekturfakultät in Lyon, F Fußgängerbrücke über die Alb, D Fußgängerbrücke über die Aare, Innertkirchen, CH Mensa TU München in Weihenstephan, D Autobahnraststätte in Niederurnen, CH

148 149 150 151

Stäbe- und Stabbündel

154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

30 31 32 33 34

Bus-Terminal in Vaduz, FL Werkhalle in Bobingen, D Forstwerkhof in Castrisch, CH Hotel Palafitte in Monruz, CH Lagerhallen in Payerne und Sion, CH Kirche in Adelschlag bei Eichstätt, D Sporthalle Weiherhof in Karlsruhe, D Hangar in Locarno, CH Kindergarten in Erdweg, D Eissporthalle in Grefrath, D Mehrzweckhalle in Westerheim, D Sporthalle in Eching, D Kindergarten in München, D Brücke über den Neckar in Remseck, D Traversina Steg in Viamala, CH Haus des Gastes in Bad Wörishofen, D Mehrzweckhalle einer Grundschule in Bornheim, D Turnhalle einer Realschule in Vaterstetten, D Gartenhallenbad in Frankfurt am Main, D Viehmarkthalle – Bündner Arena in Cazis, CH Salzlagerhalle in Lausanne, CH Messehallen in Nürnberg, D

35 36 37 38 39 40 41 42

Abbundhalle in Noréaz, CH Brücke in Martigny, CH Brücke in Vallorbe, CH Produktionshallen in Bad Münder, D Brücke über die Simme in Wimmis, CH Fußgängerbrücke in Singen, D Wohnanlage in München, D Flughafen Oslo in Gardermoen, N

176 177 178 179 180 181 182 183

Mehrfeldträger

43 44

Eissporthalle in Surrey, CAN Produktionshalle Jägermeister in Kamenz, D

184 185

Gelenkträger

45 46

Olympia-Radstadion in München, D Tribünenüberdachung Waldaustadion in Stuttgart, D

186 187

Kragträger

St. Blasius Kirche in Schallstadt, D Reithalle in Schwaiganger, D Eissporthalle in Deggendorf, D Eisstadion in St. Ulrich, I

188 189 190 191

Gelenkstabzüge

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

47 48 49 50

152 153

Einfeldträger

171 172 173 174 175

Objekt 51 52 53 54

Gemeindehaus in München, D Chihiro Kunst Museum in Azumino, J Kirche St. Martin in Ingolstadt, D Kirchenzentrum in Eckenhaid, D

Seite

Konstruktion

192 193 194 195

Objekt 94 95 96 97 98

Großkantine in Volkach am Main, D Mehrzweckhalle in Lüterkofen, CH Sportgebäude in Nürnberg, D Beschattung in Riad, Saudi-Arabien Seeparksaal in Arbon, CH

Seite

Konstruktion

236 237 238 239 240

Fachwerkroste

241

Raumfachwerke

55 Sporthalle in Roanne, F 56 Eissporthalle in Verbier, CH

196 197

Eingelenkrahmen

57 Tennishalle in Ulm, D 58 Sporthalle in Künzelsau, D

198 199

Zweigelenkrahmen

100 Ledersteg in Amberg, D 101 Pavillon der Hartwald-Klinik in Zwesten, D

242 243

Faltwerke

59 Groblagerhalle in Weihenstephan, D 60 Wikingermuseum Haithabu in Schleswig, D 61 Reithalle in München-Riem, D 62 Turnhalle in Donauwörth, D 63 Kirche St. Ignatius in MünchenKleinhadern, D 64 Kohlenmischhalle in Rekingen, CH 65 Eissporthalle in Davos, CH

200 201

Dreigelenkrahmen

102 Servicestation in La Dôle, CH

244

Tonnenschalen

202 203 204

103 Galerie Messegelände Frankfurt/Main, D 104 Kirchen in Zollinger-Bauweise in Köln und Leverkusen, D

245 246

Tonnenstabwerke

205 206

105 Toskana-Therme in Bad Sulza, D

247

Kuppelstabwerke

66 Schwerlastbrücke in Ravine, CH

207

Rahmenfachwerk

106 Reithalle in Berlin, D 107 Turnhalle in Arlesheim, CH

248 249

Tonnennetzwerke

67 68 69 70

Brücke über die Emme in Signau, CH Tennishalle in Bezau, Vorarlberg, A Stadthalle in Gersfeld, D Olympiahalle in Hamar, N

208 209 210 211

Zweigelenkbögen 250 251 252

Kuppelnetzwerke

71 72 73 74 75 76

Schulaula in Wohlen/Aargau, CH Eislaufhalle in Istres, F Pavillon in Stia/Arezzo, I Kunsteisbahn in Schaffhausen, CH Lagerhalle in Walsum, D Sporthalle in Izumo, J

212 213 214 215 216 217

Dreigelenkbögen

108 Sporthalle in Oulo, FIN 109 Messehalle in Brüssel, B 110 Büro und Wohnhaus in Hirituka City, Kanagawa, J 111 Kindergarten in Triessen, FL 112 Oberschule für Holzfachkunde in Nantes, F 113 Schwimmbad in Saint Quentin en Yvelines, F 114 Multihalle in Mannheim, D 115 Ausstellungspavillon in Nara, J

77 78 79 80

Schule in Hooke Park Forest, GB Kirche in Rouen, F Sportpalast in Dijon, F Werkhof in Hohenems, D

218 219 220 221

Hängewerke

116 Faulerbad in Freiburg, D 117 Mehrzweckhalle in Leuk, CH 118 EXPODACH in Hannover, D

258 259 260

Sattelschalen

222 223 224

Scheiben und Platten

119 120 121 122

Fertigungspavillon in Bad Münder, D Biegeschale in Dortmund, Recycling-Halle in Wien, A Solebad in Bad Dürrheim, D

262 263 264 265

Hängeschalen

81 Restaurant in Chaux, CH 82 Ferienhaus in Chino, J 83 Jugendcamp im Nationalpark Bayrischer Wald, D 84 Aula in Mendrisio, CH 85 Sonderschule in Garbsen, D 86 Kirche in Schneverdingen, D 87 Wohnhaus und Schule in Triesenberg, FL 88 Wohnhaus in Claerns, CH 89 Schule in Wilpoldsried, D

123 124 125 126

Glockenturm in Eichstetten, D Aussichtsturm in Lausanne, CH Aussichtsturm in Venne, D Sendeturm in Ismaning, D

266 267 268 269

Türme

Schwerlastkonstruktionen

232 233

127 Lehrgerüst aus Rundholz für die Mülmisch-Talbrücke, D

270

90 Postamt in München-Perlach, D 91 Tank- und Rastanlage in Lechwiesen, D 92 Rechtspflegeschule in Starnberg, D 93 Gemeindezentrum in Ötlingen, D

128 Segelflugzeug

271

Leichtkonstruktionen

99 Aussegnungshalle in Reutlingen, D

225 226 227 228 230 231

234 235

Trägerroste

253 254 255 256 257

141

Stützen

Tragwerke

Stütze

1 · Bürogebäude

Stützenfuß

Châlons-sur-Marne, F; 1989 Architekt: R. Schweitzer, Paris Tragwerk-Ingenieur: Robert Lourdin, Paris; Beratung: Natterer Bois-Consult, Etoy, CH

Pendelstütze, gelenkig gelagert

Die ein- und zweigeschossigen Flachdachbauten beherbergten die Verwaltungsbüros des Landwirtschaftsministeriums. Die beiden Hauptbauten bestehen aus einem 4 ≈ 8 m Rechteckraster, das von hölzernen Rundstützen und zusammengesetzten Riegeln gebildet wird. Die Å-förmigen Verbundquerschnitte aus Kanthölzern und U-Stahlprofilen sind in den Kreuzungspunkten jeweils paarweise über Stahlkonsolen an die Rundstütze angeschlossen. Die Randstützen stehen somit freistehend vor der Fassade. Die Geschossdecken wurden in Verbundbauweise hergestellt. Die auf der verlorenen Schalung betonierte Platte ist dabei über Konnektoren schubsteif mit den Holzbalken verbunden, so dass die Zugkräfte vom Holz übernommen werden. Ableitung der Horizontalkräfte über die Wandscheiben, die als vorgefertigte Holztafelelemente ausgeführt sind, und über die massiven Gebäudeteile.

VH gelenkig gelagert, höhenverstellbar

º Techniques et Architecture 4/86 (als Wettbewerb) 1 2 Geschossstütze mit gelenkiger Zwischenabstützung

Übergang zum Geschossrahmen, teilweise eingespannte Zwischenabstützung

3

Rundstütze Ø 25 cm zusammengesetzter Träger Stahlblech

4 5 6

U-Profil Metallkonsole Stahlrohr Ø 10 cm VH gelenkig gelagert

VH gelenkig gelagert

BSH, gelenkig in x-Richtung, teileingespannt in y-Richtung mit Gleitschiene

142

Stützen

Rahmenstütze

Tragwerke

2 · Jugenddorf Cieux, Haute-Vienne, F; 1985 Architekt: R. Schweitzer, Paris Tragwerk-Ingenieur: R. Weisrock S.A., Saulcy-sur-Meurthe, F Eine eingeschossige Holzskelettkonstruktion bildet das Bausystem des Ferienzentrums für Jugendliche. Aufgelöste Holzpendelstützen übernehmen die Vertikallasten der Holzdecke und des Flachdaches.

Die Hauptträger aus BSH sind rechtwinklig zur Fassade angeordnet und wirken als Ein- oder Zweifelträger. Randträger schließen sie zwischen den Stützen zu einem rechteckigen Raster zusammen. I-förmige Dachpfetten bilden isolierte Kastenträger, die an der Unter- und Oberseite durch Holzfaserplatten angeschlossen sind. Ableitung der horizontalen Lasten über schubsteife Wandelemente und über massive Gebäudeteile.

Pendelstütze und Pendelstab mit horizontaler Zwischenabstützung Knicklänge sk = l sk Schlankheitsgrad λ = l

º Techniques et Architecture 4/86

gelenkig gelagert mit Zwischenhölzern Lasten: vertikale Einzellast P horizontale Gleichlast q

gelenkig gelagert mit Bindehölzern

1 2 3

Gitterstütze

4 5

BSH 9,5/32 cm NH 2≈ 5/20 cm Hartholzklotz 9,5/17/57 cm Zangen 2≈ 5/11 cm 3,2/10,5 cm

6 7 8 9

Gehrost 4/4,2 cm eingeschlitztes Blech Distanzrohr Schraubenbolzen

Verformung: max v =

5 • q • l4 384 • EJ

q • l4 185 • EJ

q • l2 14,22 q • l2 min M = 8 max M =

Moment: max M =

max v =

q • l2 8

gelenkig oder eingespannt mit vernagelten Diagonalen

Querkraft: l max V = q •

gelenkig oder eingespannt mit Diagonalen und Bindehölzern

2

max V =

5 •q•l 8

Normalkraft: N = P

143

Stützen

Tragwerke

Fachwerkstütze

3 · Bürogebäude München, D; 1978 Architekten und Bausystem: Rouge E. Fahr, A. Fahr-Deistler, Planung Fahr + Partner PFP, München Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München

gelenkig gelagert mit Verspannung

Eine eingeschossige Holzskelettkonstruktion mit Büroräumen überdeckt eine AutoEinstellfläche mit 14 ≈ 30 m. Hölzerne Kreuzstützen sind im Abstand von 4,8 m auf den Außenseiten angeordnet. Sie wer-

den von durchlaufenden BSH-Längsträgern durchstoßen, die als Randträger die Deckenkonstruktion tragen. Letztere besteht aus einer BSH-Balkenlage im Abstand von 1,8 m und 40 mm dicken Doppelnut-Bohlen. Die Dachkonstruktion ist nach dem gleichen Raster ausgelegt und für ein weiteres Obergeschoß dimensioniert. Das gesamte Haupttragwerk erfüllt die Feuerwiderstandsklasse F 90-B; das Abtragen der Horizontallasten in Längs- und Querrichtung geschieht über Vertikalverbände aus Stahldiagonalen.

Auflager Träger-Stütze

º Bauwelt 27/80, Detail 3/1984 und »Atlas flache Dächer« 1992 siehe auch S. 308 mit Paß- und Klemmbolzen

gelenkig gelagert mit Diagonalen auf Konsole

1 2 3

eingespannt mit Traversen und Diagonalen

eingespannt, mit Traversen und Kreuzdiagonalen

144

4 5 6

Hauptträger BSH 24/63 cm Randträger BSH 24/63 cm Kreuzstütze 24/24 bzw. 36/36 cm Windverband Anschlußblech Lochplatte

7 8 9 10 11 12 13

Stabdübel Holzschraube Rundeisen Ø 24 mm cm 2 Schrauben Stahlrohr ausbetoniert Dollen Stahlrippe 4 ≈ t = 20 mm auf Seitenhölzer

auf Zwischenholz

Stützen

Auflager Träger-Stütze

Tragwerke

4 · Japanischer Pavillon Sevilla, E; 1992 Architekt: T. Ando, Osaka; J Tragwerk-Ingenieure: Ingenieria Obra Civil, Sevilla; E Das Dach des Pavillons für die Expo 1992 in Sevilla ruht auf 10 »Stützenbäumen«.

Jede der vierteiligen Stützen besitzt am Stützenkopf eine schirmartige, überdimensionale Konsole aus einheitlichen BSH-Querschnitten von 265/265 mm, die immer weiter auskragend aufeinander gestapelt sind. In der Dachebene grenzen die einzelnen Konsolen direkt aneinander und sind mit einem Rost aus Stahlprofilen, der die transluzente Dachhaut trägt, schubfest miteinander verbunden. º Detail 4/1992

Oben eingespannte Stütze

Lasten: vertikale Einzellast P, horizontale Gleichlast q

60.00

mit angenageltem Auflagerwinkel

1

40.00

2 4

mit Haken

3 1

4 5

2

3

5

Stahlprofil Å 300/300 mm Stülpschalung Iroko 40 mm Stahlprofil Å 360 /170 mm Stahlprofil Å 200/200 mm Brettschichtholz 265/265 mm

Verformung: max v =

q • l4 184,6 EJ

Momente: min M = –

q • l2 8

max M =

q • l2 14,22

Querkraft: max V =

5 •q•l 8

auf Stahlschuh

auf Stahlwinkel

Normalkraft N = P

145

Stützen

Tragwerke

Eingespannte Stützen

5 · Reithalle

Stützeneinspannung

Garnzell, D; 1988 Architekt: K. Hitzler, München Tragwerk-Ingenieur: K. Neumaier, Landshut

mit Fußeinspannung

mit Abstrebung

Reithalle in Mastenbauweise mit unterspannten Rundholzbindern. Kennzeichnend für dieses System ist, dass die Stützen über eine Betonummantelung direkt im Baugrund eingespannt sind. Die Querstabilisierung ist dadurch gesichert. Die Binder mit doppelten Rundholzgurten sind mittels Druckpfosten aus Rundholz und Zugstangen aus doppeltem Rundstahl unterspannt. Sie sind im Abstand von 5,18 m angeordnet und überspannen als Einfeldträger 16,4 m. Die Luftstützen sind über Kopfbänder an die Pfetten angeschlossen und dadurch seitlich gehalten. Zwischen den Bindern tragen Kantholzpfetten eine Sparrenlage. Darüber bildet eine Holzschalung mit Konterlattung und Betondachsteinen den Dachaufbau. Die Aussteifung in Längsrichtung ist durch Kreuzverbände gewährleistet. º Informationsdienst Holz: Zweckbauten für die Landwirtschaft

einbetoniert

1 2 3

Stütze 2≈ Ø 30 cm Hauptträger 2≈ Ø 22 cm Pfette Ø 18/22 cm

mit Seitenhölzern

als A-Bock asymmetrisch

mit vernagelten Laschen als symmetrischer A-Bock

als gekreuzte Stütze

146

mit verdübelten Laschen

Stützen

Stützeneinspannung

Tragwerke

6 · Tribüne Neufahrn, D; 1987 Architekten: Büro Vier, Dietersheim Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München Eine aufgelöste Kragarmkonstruktion in Rundholz bildet die Überdachung der Zuschauertribüne. Die Stützen im Abstand von 5 m setzen sich aus vierteiligen Rundhölzern zusammen. Rückverankerung über zwei Stahlprofile mit kreuzförmigem

Querschnitt, die gegebenenfalls auch Druckkräfte übertragen. Das beidseitig auskragende Dach wird von abgestrebten Rundholzbalken getragen, die sternförmig über den Stützen zusammenlaufen. Die Pfetten sind als Gerberträger in Kantholz ausgeführt. Die zweiteilige Firstpfette ist mit Rundholzstreben an die Stützen angeschlossen, um als Vertikalverband in Längsrichtung zu wirken. Die Aussteifung der Dachebene ist durch die diagonale Anordnung der Hauptträger gewährleistet. Querstabilisierung über die Dreigelenkrahmen, die die Hauptträger mit den Stützen und der Rückverankerung bilden.

Tragwerke Kragstütze

beidseitig eingespannt

sk = 2 • l

mit vernagelten Profilen

sk = 0,5 • l

Belastung: vertikale Einzellast P horizontale Gleichlast q

Verformung: max v = –

q • l4 8 EJ

max v = –

q • l4 384 EJ

max M =

q • l2 24

min M = –

q • l2 12

eingeschlitzter und verdübelter Steg

Moment:

min M = 1 2 verdübelt mit außenliegenden Stahllaschen

3 4 5

verbunden mit Flachstahldübel

Rundholz 2≈ 2 Ø 14 cm Rundholz Ø 18 cm Pfetten 8/16, 10/16 12/16 cm Rundholz Ø 12 cm T-Profil 2≈ TB 35

6 7 8 9

q • l2 2

eingeschlitztes Blech t = 6 mm Fußplatte t = 15 mm Schraubenbolzen M 12 Stabdübel Ø 12 mm Querkraft: max V = q • l

max V = q •

l 2

Normalkraft: N = P

147

Stäbe und Stabbündel

Tragwerke

Sprengwerk

7 · Sagastäg - Brücke Schiers, CH; 1991 Tragwerk-Ingenieure: Walter Bieler AG, Bonaduz;

mit zwei Streben

mit zwei Streben

Brückenlager. So konnten Gründungskosten gespart werden. Die Tragkonstuktion wird seitlich mit einem offenen, witterungsbeständigen Lärchenholzschild vor Schlagregen und Sonneneinstrahlung geschützt. Die regendicht ausgeführte Fahrbahnplatte schützt die Unterkonstruktion.

Strebenanschlüsse

Die 37 m lange und 3,6 m breite Straßenbrücke wird durch ein Mehrfachsprengwerk getragen. Jeweils ein Längsträger an den Außenseiten und ein Paar in der Mitte der Brücke liegen auf den Sprengstreben. Im Querschnitt betrachtet sind die Streben zweimal V-förmig ausgebildet und gegen das seitliche Ausknicken mit einer Platte aus Furnierschichtholz stabilisiert. Mit der Verjüngung nach unten ergeben sich jeweils beidseitig nur zwei

mit Versatz

mit vier Streben

1

2 Kopfbandträger als Durchlaufsysteme 2

3

1 4 4

3

Hauptträger BSH 20/90 cm Kantholzlage NH 10/17 cm Streben BSH 20/30 cm Schalung Lärche sägerau 24 mm

mit eingeschlitztem Blech

mit }-Winkel

mit eingeschlitzten }-Profilen

148

Stäbe und Stabbündel

Strebenanschlüsse

Tragwerke

Sprengwerk

8 · Architekturfakultät Lyon, F; 1987 Architekten: Jourda, Perraudin und Partner, Lyon Tragwerk-Ingenieure: M. Francis, P. Rice, J. Ritchie, Paris

mit }-Winkel

Überdachung der Ateliers im Obergeschoss der Architekturhochschule. Hauptträger 20/20 cm BSH überspannen zwei symmetrische Seitenschiffe und einen glasüberdeckten Mittelgang. Obergurt, 10,50 m lang, in Feldmitte durch 2 Diagonalen abgestützt, zusätzlich zur Übernahme der Lasten aus der abgehängten Zwischendecke unterspannt. Diagonalen durch Zwischendecke gegen Knicken gehalten. Dachelemente 3,45 ≈ 5,15 m aus ausgeschäumten Sperrholzkästen mit PVC-Haut vorgefertigt. Aussteifung in Querrichtung über Gelenkstabzug, in Längsrichtung über Scheibenwirkung der Dachelemente und durch Stahlkreuze in der Ebene der vertikalen Stützen. º Detail 5/88; Architects‘ Journal 11/88

Belastung: horizontale und vertikale Gleichlasten

Verformung

Momentenverlauf: der Obergurt kann als Zweifeldträger mit elastischem Zwischenauflager berechnet werden

mit eingeschlitztem Blech und Kopfplatte

Querkraftverlauf mit vernageltem Kopfblech

1

2 mit eingeschlitztem Blech

Hauptträger, Stützen, Streben BSH 20/20 cm Stahlunterspannung Ø 20 m

3 4 5 6

GußstahlDruckstab Zwischengeschoss Gußstahl-Verbindungsteile Regenfallrohr

Normalkraftverlauf

149

Stäbe und Stabbündel

Tragwerke

Hängewerke

9 · Fußgängerbrücke über die Alb D; 1905/1977 Architekt: H. Walder Sanierung: R. Arndt, J. Vogeley

doppelt

Tragwerk-Ingenieur: F. Wenzel, Karlsruhe Die 1905 errichtete Holzbrücke wurde anlässlich eines Standortwechsels abgebaut und nach einer Sanierung neu montiert. Man wechselte den Streckenbalken aus, verstärkte die Knotenanschlüsse und

erneuerte die Dachkonstruktion. Die beiden Hauptträger sind als Hängesprengwerk ausgebildet, bestehend aus Druckdiagonalen, Riegel, Hängepfosten und Streckbalken. In Querrichtung tragen doppelte 7/20 cm Bohlen. Horizontale Aussteifung durch Windverbände unter dem Gehbelag und in der Dachebene. Abtragung der Auflagerkräfte des oberen Verbands über Windportale, die als Zweigelenkrahmen ausgebildet sind. Überdachung und einer Sparrendachkonstruktion.

Kopfbandanschlüsse

º Bauen mit Holz 8/77

mehrfach

mit Versatz

mehrfach aufgeständert

mit Knaggen

Kombinierte Systeme aus Spreng- und Hängewerk

mit eingeschlitztem Winkel

1 2 3 4 5

150

Steckbalken 2≈ 15/40 cm Hängepfosten 24/24 cm Druckdiagonale 24/24 cm Riegel 24/24 cm Fußpfette 14/20 cm

6

Pfosten 24/24 cm 7 Druckdiagonale 14/20 cm 8 Aufdopplung 24/22 cm 9 K-Verband 7/20 cm 10 Sparren 10/12 cm

mit Stahlschuh

Stäbe und Stabbündel

Kopfbandanschlüsse

Tragwerke

10 · Fußgängerbrücke über die Aare Innertkirchen, CH; 1997 Architekten: H. Banholzer AG, Innertkirchen; CH Tragwerk-Ingenieur: D. Banholzer, Innertkirchen; CH H. Banholzer, Luzern; CH An einem Stabsystem aus schräg gegeneinander gestellten Hohlkastenstreben wird der Laufsteg über eine Länge von

30 m abgehängt. Der Untergurt wirkt als Wechselstab und erhält Zug aus Normalbelastung und Druck aus Windeinwirkung. Gekreuzte Zugstangen bilden den Windund Knickverband und leiten so seitliche Horizontalkräfte in die Brückenwiderlager. Gelagert auf den Stahlquerträgern ruht die Brückenplatte. Die konkave Form der vier Hauptträger mit 35/35 cm an den Enden und 55/55 cm in der Strebenmitte, optimiert das Verhältnis zwischen Eigengewicht und Knicksteifigkeit unter der auftretenden Druckbeanspruchung.

Einfaches Hängewerk

Belastung: vertikale Gleichlasten auf Ober- und Untergurt

mit Laschen

Verformung

1

2

mit Versatz

1

3 1

3

2

3

mit Holzlaschen und Versatz

mit Holzlaschen und Knagge

Hohlkastenstrebe BSH konisch | 350 bis 550 mm Abhängung Rundstahl Ø 27 mm Untergurt Stahlhohlprofil |120 mm

Momentenverlauf

Querverlauf

Normalkraftverlauf

151

Stäbe und Stabbündel

Tragwerke

Strebenwerke

Räumliche Knoten

11 · Mensa TU München – Weihenstephan, D; 1980 Architekten: Unibauamt Weihenstephan: P. Burlanek, H. Geierstanger Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München

mit V-Stützen

Eine pilzähnlich aufgeständerte Balkenrostdecke überdacht die Speisesäle der Mensa. Dem Dachgefälle folgende, bis zu 7,20 m weit gespannte Hauptträger bilden mit den Nebenträgern ein quadratisches Deckenraster von 2,40 ≈ 2,40 m. Lastabtragung der Balken auf die im 7,20 ≈ 7,20 m Raster angeordneten eingespannten Betonstützen über räumlich angeordnete Strebenbündel, die im Fassadenbereich den auskragenden Dachüberstand aufnehmen. Sie bestehen aus zentralen vierteiligen Vertikalstützen und zweiteiligen Kopfbändern. Der Anschluss an die einfachen Balken symmetrisch über zweischnittige Verbindungen mit Nagelplatten und Gelenkbolzen. Die Fassaden laufen zwischen den Stützen. Die Gesamtstabilisierung entsteht durch Rahmenwirkung in Quer- und Längsrichtung. Über den Nebenträgern tragen Sparren alle 80 cm die Deckenschalung und die Dachhaut.

Pfostenanschluss mit Auflagerverstärkung

º Bauen mit Holz 12/81

mit V-Stützen und Pfosten

1 2 3

mehrfaches Kopfband und Strebenwerk

Hauptträger BSH 18/33 Nebenträger BSH 18/33 Stütze 14/14

Strebenbündel mit Verstärkungsholz und Versatz

4 5 7 8 9

Kombiniertes Strebenwerk als Fachwerkrahmen

152

Kopfband 2≈ 14/18 Nagelblech Ø 20 mm Bolzen Ø 27 mm Stahlteil Betonstütze

Kopfband- und Strebenbündel

Stäbe und Stabbündel

Räumliche Fußpunkte

Tragwerke

Strebenwerk

12 · Autobahnraststätte Niederurnen, CH; 1986 Architekten: J. Zweifel + W. Leins; Glarns, CH; H. Brunner, Mollis, CH Tragwerk-Ingenieur: Natterer Bois-Consult, Etoy, CH Das 1400 m2 überspannende Dach ruht auf eingespannten Betonstützen: Schneelast 2,5 kN/m2. Für die sichtbare Holztragkonstruktion wurde nur Kantholz 16/16 verwendet. Zwei Typen von räumlichen Pyramiden und geometrisch daraus abgeleitete Sprengwerke bilden das Hauptsystem. Die horizontalen Pfetten liegen alle 3,60 m auf dem räumlichen Tragwerk auf. Die Pyramiden wurden am Boden vorgefertigt. Die Zugbänder sind zweiteilig und über Nagelplatten an die Zentralknoten angeschlossen. Die Nagelbleche wurden mittels Spezialnägel ohne Vorbohrung mit den Knotenblechen verbunden. Die Horizontallasten werden direkt in die Betonstützen abgeleitet.

Belastung: horizontale und vertikale Gleichlasten

mit Knaggen º Schweizer Holzbau 11/86

Verformung

1 2 3 4 5 mit eingeschlitzten Stahlschuhen

Untergurte 16/10 + 2≈ 8/20 Pyramidenstrebe 16/16 Pfetten 16/26 Strebe 16/16 Stützen 2≈ 12/24 + 2≈ 4/16

Momentenverlauf Die Stiele werden bei einseitiger Belastung auf Biegung beansprucht

6

Hartholzklotz d = 11 7 Sperrholzfelder d = 24 mm 8 Stahlschuhe 9 Blech t = 10 mm 10 Lochblechstreifen t = 2 mm Querkraftverlauf

an Stahlpfosten mit Stahlschuh

Normalkraftverlauf

153

Einfeldträger, Vollquerschnitt

Tragwerke

13 · Bus-Terminal

Systeme und Trägerformen

Auflager Träger-Stütze mit Kippsicherung

Vaduz, FL; 1998

Als Pfetten aus Kantholz a = 0,5 – 2,0 m l=1–7 Abstand der Pfetten in Abhängigkeit von Dachaufbau, Belastung usw.

Als Haupttragsystem a=5–7m

mit verleimten Stegplatten l = 7 – 30 m angenagelte, angeleimte Gurte oder Stege

h=

Brettschichtholz:

l=

l l – 8 14

Architekten: Hartmann und Eberle Architektur AG, Vaduz; FL Tragwerk-Ingenieure: Frommlet Zimmerei und Ingenieur Holzbau AG, Schaan; FL Auf zehn in ein Betonfundament eingespannten Stahlrundrohrstützen ruht die Dachkonstruktion des Bus-Terminals. Einfache gehobelte Fichtendielen wurden im Achsabstand von 5 m wechselweise auf ein Stahlrundrohr aufgefädelt. Vier weitere Aluminiumrundrohre zwischen den Hauptachsen fixieren die einzelnen Bretter in ihrer Lage und verhindern deren Ausknicken unter Last. Die Konstruktion wurde in der Werkstatt vormontiert und im »zusammengefalteten« Zustand auf die Baustelle gebracht. Nach der Montage auf den Stützen wurde das Dach mit einer transluzenten Polycarbonat-Wellplatte abgedeckt. Die engen Lamellen des Tragwerks dienen als Sonnenschutz bei gleichzeitigem Lichtdurchlass.

Rundholz mit Winkelnut

l l – 10 20

2-teilige Stütze, beidseitig ausgenommen

Varianten Trägeraufriß (Dimensionierung für Brettschichtholz) h1 =

1 1 – 14 18

h2 =

1 1 – 18 22

h3 =

1 1 – 14 18

\ = 6° – 15°

h4 =

1 1 – 30 50

R≥6m

h5 =

1 1 – 14 18

f≤

b 3-teilige Stütze

1 1 – 5 10

1

1

2

4

aa

2

3 b

3

a 4 6 5

5 6

Fichtendiele 240/40 mm gehobelt Stahlrohr im Bereich der seitlichen Auskragung Ø 139,7/4 mm Stahlstütze Ø 152,4/12,5 mm Rundstahl als Hauptträger Ø 139,7 mm Aluminiumrohr Ø 50 mm Fixierungsbolzen

a bb 3-teilige Stütze und Träger als Zange

154

Einfeldträger, Vollquerschnitt

Anschluss Nebenträger-Hauptträger

Tragwerke

14 · Werkhalle Bobingen, D; 1999 Architekt: F. Nagler, München; D Tragwerk-Ingenieure: Merz Kaufmann Partner, Dornbirn; A Der Kubus der zweischiffigen Werkhalle misst 43 ≈ 76 m und besitzt zwei parallel laufende Kranbahnen. Seine Identität erhält das Gebäude durch die vollflächige Verkleidung mit transluzenten Polycarbo-

nat-Doppelstegplatten. Im Achsabstand von 6 m sind vierteilige BSH-Stützen in Form von Vierendeelträgern angeordnet. Ihre verhältnismäßig große Breite und die Einspannung beider Gurte über Stahlbleche im Fundament dienen der Queraussteifung. Der höhere Gurt der Außenstützen trägt die Dachkonstruktion, der niedrigere Innengurt die Kranbahnschiene. Stahlkreuze in den Längsfassaden übernehmen zusammen mit Kranbahn und Dachschalung aus Dreischichtplatten die Längsaussteifung. º Detail 3/2001

Einfeldträger, Tragwerke

Belastung: vertikale Gleichlast

Verformung: max v =

mit Auflagerleiste (genagelt, geschraubt, geleimt) und Nagelblech als Zugsicherung

5 • q • l4 384 E • J

Momente: max M =

q • l2 8

Querkräfte: max V =

q•l 2

Normalkräfte: N = 0

6

mit Zapfen und Schraube als Zugsicherung

Auskragender Einfeldträger

1

1

mit Einhängezapfen und Schraube als Zugsicherung

5

Stütze BSH 2x 2x 120/400 mm Verbund über Dreischichtplatte 40 mm 2 Riegel BSH Fichte 60/280 mm 3 Polycarbonat-Doppelstegplatten 40/500 mm gebäudehoch, 4 Stahlstab Ø 12 mm 5 Dachbinder BSH Fichte 120/920 mm 6 Längsträger BSH Fichte 160/480 mm 7 Kranbahnschiene 8 Nagelplatte mit Lochverstärkung 9 Bolzen Ø 60 mm 10 Einbauteil Stahl, verzinkt im Fundament verankert

1

8

2

3

4

7 Belastung: vertikale Gleichlast Av = Bv = q (lk +

Verformung

Momentenverlauf

9 Mk = – q MF =

10 mit Doppelgewindeschrauben

l ) 2

lk2 2

q • l2 q • lk2 – 8 2

Querkräfte: Normalkraft = 0

155

Einfeldträger, Verbundträger

Tragwerke

Systeme und Trägerformen

15 · Forstwerkhof Castrisch, CH; 1995

l Einfeldträger mit Überhöhung: s ≥ 200

Architekten: Gerstlauer und Mohne AG; Chur; CH Tragwerk-Ingenieur: Walter Bieler AG, Bonaduz ; CH

horizontal

Die gesamte Struktur der Kfz-Einstellhalle besteht ausschließlich aus Kanthölzern der gleichen Holzdimension von 12/12 cm die mit Nägeln verbunden werden.

mit Neigung

Größere Lasten werden durch höhere Anzahl der Stäbe aufgenommen. Die Einheitsdimension hat vor allem ökonomische Vorteile: Eine optimale Ausnutzung des Rundholzes, ohne technische Trocknung bei besserer Qualität des luftgetrockneten Schnittholzes. Die Doppelstützen und- träger lassen sich dreidimensional orthogonal durchstoßen. Das Prinzip des Zusammensteckens funktioniert durch die Vielzahl der Kontaktfächen, wobei durch die grundsätzlich zweischnittigen Verbindungen mit einfachen Mitteln große Kräfte aufgenommen werden können.

Auflager Träger-Betonstütze

1 Gabellagerung

2

Vereinfacht dargestellte Tragsysteme Vollwand- und Fachwerkbauweise 1 2

aa

Kantholz NH 120/120 mm Nagelung 4≈ 8,5/300 mm, vorgebohrt

Gabellagerung mit gelenkiger Auflagerung geknickt bb a

dreifach geknickt b

b

a gekrümmt

mit eingeschlitztem Stahlteil

doppelt gekrümmt

dreifach gekrümmt

verschiebliche Auflager auf Gleitschicht

156

Einfeldträger, Stegträger

Trägerformen

Tragwerke

Gekrümmte Einfeldträger ohne und mit Auskragung

16 · Hotel Palafitte Monruz, CH; 2002 Architekt: K. Hofmann, Lausanne; CH Tragwerk-Ingenieur: Natterer Bois Consult, Etoy; CH

Plattenbalken mit Obergurt aus FSH

Im Rahmen der EXPO 02 in der Schweiz wurde das Empfangsgebäude für ein 5-Sterne-Hotel konzipiert. Das Gebäude gliedert sich in Eingangsbereich, CafeBar und Speisesaal. Für das Tragwerk der Dachkonstruktion des Eingangs- und Cafe-Bar - Bereichs wandte das Ingenieurbüro BCN SA ein am IBOIS-EPFL entwickeltes Tragsystem aus Holz und Glas im statischen Verbund an. Eine Spannweite von 6 m wird von Biegeträgern aus einer stehenden, beidseitig mit einem Holzrahmen verklebten a

Glasscheibe überspannt. Auf den Trägern, die im Abstand von 3,86 m angeordnet sind, liegt die mit 240 kg/m2 belastbare Dachkonstruktion auf. Die hier zum Einsatz gekommene Verbundkonstruktion aus den beiden Materialien Glas und Holz erweckt aufgrund der hohen Transparenz den Eindruck eines sehr leichten Tragwerks, da nur die schlanken Holzprofile sichtbar sind und umlaufende Lichtbänder das Dach über den Wänden »schweben« lassen.

Belastung: vertikale Gleichlast

Verformung: max v =

5 • q • l4 384 • E • J

d

b

b

c

c

Momente: max M =

a

d

b

q • l2 8

1

b

1

1 Querkräfte

bb c

c

2

3

2

2 2 Å-Profil mit Steg aus BFU, FSH, OSB,...

4

3

Normalkräfte aa

3

cc

dd

Belastung: vertikale Gleichlast

Kastenträger mit Beplankung aus BFU, FSH, OSB,...

1 2 3 4

Obergurt 2-teilig BSH Glassteg ESG Fassadenanschluss BSH Untergurt 2-teilig BSH

Verformung

Momente

Querkräfte

verstärkter Kastenträger

Normalkräfte

157

Einfeldträger, Strebenfachwerk

Tragwerke

Dreieckfachwerk mit Unterspannung

17 · Lagerhallen Payerne und Sion, CH; 1987 Architekten: H. und L. Meier, Sion Amt für Bundesbauten, Lausanne Tragwerk-Ingenieure: Natterer Bois-Consult, Etoy, CH

und Pfosten

Lagerhallen aus Massivholz mit vollständig zu öffnender Traufseite und lichtem Sützenabstand von 6,00 m. Haupttragsysteme aus 4 Fachwerkträger mit einer

Spannweite von 16,00 m und im Achsabstand von 6,20 m. An den Giebelseiten Träger durch Stützen ersetzt. Spannweite der Firstpfette durch Abstrebung in Feldmitte auf die Hälfte reduziert. Abstützung stabilisiert gleichzeitig den Untergurt des Fachwerkträgers bei Druckbelastung aus Windsog. Aussteifung des Daches über einen in der Dachebene liegenden Windverband mit Auskragung zur Aufnahme der Kräfte aus der zu öffnenden Trauffassade.

Firstknoten

º Impulsprogramm Holz, CH, 1990

Pfosten und Streben

mit Versatz für einfache Hängewerke

und Strebenbündel

als Übergang zum Bogenfachwerk mit Strebenbündel

Dreieckfachwerk a = 4 – 10 m

\ 12 – 30°

l h= 10

mit Futter und zweiteiligen Pfosten

l = 7,5 – 30 m

mit fallenden und steigenden Diagonalen

mit Versatzkeilen aus Hartholz

mit Rautenfachwerk

1 2 3

mit Pfosten, fallenden und steigenden Diagonalen

158

4

Obergurt 20/26 cm Untergurt 2≈ 10/18 cm Strebe 2≈ 10/18 + 2≈ 6/20 cm Strebe 2≈ 10/18 + 18/20 cm

5 6 7 8 9

Diagonalen 12/18 cm Diagonalen 16/20 cm Pfette 18/18 cm Sparrenbinder 18/20 cm Brettlaschen 6 cm

mit Stahl

Einfeldträger, Strebenfachwerk

Firstknoten

Tragwerke

18 · Kirche Adelschlag bei Eichstätt, D; 1974 Architekten: K.-J. Schattner, H. Pollak, Eichstätt Tragwerk-Ingenieur: K. Stepan, München Rechteckiges Kirchenschiff mit Satteldach. 15 Fachwerkbinder spannen über 14,60 m mit einem Achsabstand von 2,00 m. Sie ruhen auf Pendelstützen, die ca. 1 m außerhalb der Fassade stehen.

Zur Aussteifung dienen die massiven Wände, ein stehender fachwerkartiger Verband unter dem First, liegende Verbände in den Dachebenen und Windkreuze aus Rundstahl zwischen den Stielen an der Fassade. Holzteile farbig gestrichen. Ausführung der Knotenpunkte zimmermannsmäßig über Versätze und Überblattung.

Dreiecksbinder

º Küttinger, Holzbau-Konstruktionen, München 1984; Baumeister 6/76; Bauwelt 6/81 Belastung: vertikale Gleichlast

durchgenagelte Bleche, Sperrholz oder Furnierschichtholz in Sägeschnitte eingelassen

1 2 3 4 5 6 7

Fachwerkträger Windverband Stützen 2≈ 8/20 cm Untergurt 4/16 cm Diagonale 2≈ 6/20 cm Obergurt 2≈ 6/20 cm Vertikale 10/12 cm (3≈ 4/10 cm)

8 9 10 11 12 13

Pfette 12/12 12/20 cm Längsfachwerk Sparrenpfetten 10/10 cm Stahllasche Futterholz Rundstahl Ø 12 mm

Verformung

aufgenagelte Baufurnierplatten, oder aufgepresste Nagelbleche

Momentenverlauf max. M =

q • l12 10

Diagonalen dreiteilig, an Obergurte genagelt, Hartholzkeil verschraubt

Querkraftverlauf

genagelt mit Überblattung

Normalkraftverlauf

159

Einfeldträger, Fachwerk

Tragwerke

Dreieckfachwerke

19 · Sporthalle Weiherhof Karlsruhe, D; 1981 Architekt: Kuhlmann, Biro-Biro, Karlsruhe Tragwer-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München

mit einseitigem Lichtband

mit angehobenem Untergurt und Lichtband

Eine Fachwerkkonstruktion mit integrierten Lichtsheds überdacht die Sporthalle. Die 28,8 m weit gespannten Hauptträger lagern im Abstand von 7,50 m auf Stahlbetonstützen. Sie sind als trapezförmige Fachwerkträger ausgebildet. Gurte aus doppelten, miteinander verdübelten BSH-Trägern. Die auf Druck beanspruchten Diagonalstäbe bestehen aus BSH, die ansteigenden, auf Zug belasteten Stäbe aus Stahl. Übertragung der Druckkräfte durch Kontakt über Kopfplatten. Zugkräfte

werden über die Stahlteile durch den Knoten geführt, um sich über Kopfplatten gegen die Druckstäbe abzustützen. Die Differentialkräfte der Gurte werden über Nagelverbindungen eingeleitet. Senkrecht zur Trägerachse im Abstand von 3,60 m angebrachte Streben steifen die Gurte seitlich aus, wirken als Shedsparren und dienen als Zwischenunterstützung für die angehängten Pfetten. Nebenträger sind als aufgehängte Durchlaufpfetten aus BSH. In den Viertelpunkten der Hauptträger zu einem Fachwerkträger vervollständigt, um die Hauptträger paarweise torsionssteif zu verbinden. Horizontale Aussteifung der Dachebene über Kreuzverbände aus Flachstahldiagonalen über der Holzschalung zwischen den Hauptträgern. Übertragung der Horizontallasten auf die Auflager über Holzstreben. Eingespannte Stahlbetonstützen leiten die Kräfte in die Fundamente.

Fachwerkbauweise

aufgenagelte dreiteilige Diagonale

mit Lichtband in Längsrichtung

mit angehobenem Untergurt und beidseitiger Belichtungssowie Belüftungsmöglichkeit

Satteldachfachwerk mit angehobener Traufe a = 4 – 10 m l h≥ 12 l = 7,5 – 35 m \ = 3 – 8°

1 2 3 4 5 6

16/22 cm BSH 16/14 cm Futterholz Knotenblech t = 10 mm Nagelblech NH 2≈ 10/18 cm

Nagelplatten

a = 4 – 10 m h=

l l – 6 8

l = 20 – 50 m

Greimbauweise

Mansardfachwerk

Bogenfachwerk

Bogenfachwerk mit angehobener Traufe

160

Vergussdübel mit Blechformteil

Einfeldträger, Fachwerk

Fachwerkknoten in Feldmitte mit Pfosten und zwei Diagonale

Tragwerke

20 · Hangar Locarno, CH; 1996 Architekten: F. Giacomazzi & Assoziati Architetti, Locarno; CH Tragwerk-Ingenieure: Pini & Assoziati Ingegneria, Lugano; CH Die kleine Flugzeughalle mit den Abmessungen von 25 ≈ 40 m lässt sich über die gesamte Längsseite öffnen. Ein kräftiger Fachwerkträger im Sturzbereich trägt die Lasten aus den einzelnen Dachbindern in

die Außenstützen aus Stahlprofilen ab. Beim ganzen Tragwerk wird immer zwischen Druck- und Zugstäben unterschieden. Alle druckbeanspruchten Bauteile, wie Obergurte und Druckstreben, sind aus Brettschichtholz gefertigt, während Stahlbauteile bei Untergurten und Abhängungen die Zuglasten aufnehmen. Die druckbeanspruchten Holzverbindungen sind mit einfachen Versätzen ausgeführt. Der Untergurt des Fachwerkträgers besteht aus einem geschweißten Stahlprofil mit Widerlagern für die Druckstreben, während alle anderen Zugkräfte von schlanken Zuggliedern aus Rundstahl abgetragen werden.

Tragwerke Satteldachfachwerk mit angehobener Traufe

Belastung: vertikale Gleichlast eingeschlitzte Knotenplatte mit Flachstahldiagonalen

1 Verformung:

2

Näherungsberechnung nach DIN 1052, Tab. 9: f=∑

zweiteiliger Untergurt mit vernagelten Knotenblechen 3

6

4 5

1 2 3 4 5 6

Obergurt BSH 297 – 891/200 mm Druckstrebe BSH 330/200 mm Obergurt BSH 2≈ 530/200 mm Druckstrebe BSH 2≈ 363/200 mm Untergurt Stahl geschweißt 400/510 mm Zugband Rundstahl 2≈ Ø 28 mm

N i • Ni Ei • Ai

• li

Ni Stabkräfte aus äußerer Belastung Ni Stabkräfte aus einer virtuellen Last »1«, die an der Stelle der gesuchten Durchbiegung angreift Ei E-Modul Ai Querschnittsflächen li Stablängen

Momentenverlauf

Stahlzugband und Zugdiagonalen mit Stahllaschen Querkraftverlauf

U-Zugband mit Gelenkbolzen

Normalkraftverlauf

161

Einfeldträger, Fachwerk

Tragwerke

Einfeldträger · Fachwerksysteme

a

21 · Kindergarten

Fachwerkknoten mit Stahldiagonalen

Erdweg, D; 1975 Pultdachfachwerk a = 4 – 10 m l 10

hm ≥

l = 7,5 – 20 m \ = 3 – 8°

Pultdachfachwerk mit angehobener Traufe a = 4 – 10 m l hm ≥ 12 l = 7,5 – 35 m \ = 12 – 30°

Architekt: O. Steidle + Partner, München Tragwerk-Ingenieur: J. Natterer, München Der Bau hat ein flaches Dach und eine zurückgesetzte Fassade. Im Abstand von 8,40 m drei Reihen Holzstützen 15,6/ 15,6 cm. dazwischen spannen 0,70 m hohe Fachwerkträger, Abstand 2,40 m. Die Ober- und Untergurte sind zweiteilig, die Diagonalen und Pfosten sind Stahlrohre, deren Enden gequetscht sind. Anschluss zwischen den zweiteiligen Gurten mit zwei einseitigen Dübeln. Auf den Fachwerkträgern 4,2 cm Schalung über 2,40 m gespannt. Horizontalaussteifung durch umlaufenden Fachwerkträger in der Dach-ebene und gekreuzte Stahlrohre in den Außenstützenreihen sowie Abstrebungen aus Kantholz im Mittelstützenbereich.

a 2 3 4 1 Untergurt zweiteilig, Zugstab mit Lasche 1 2 3

Literatur: Detail 5/1977, Tafel 4 Parallelfachwerke

Stütze 15,6/15,6 cm Fachwerkträger horizontales Windfachwerk (System Gangnail) Vertikalaussteifung aus Kantholz

5

7

8

Warmdachaufbau Obergurt und Untergurt 2≈ 7/15 cm, Brettschichtholz Diagonalen und Pfosten Rohr Ø 38/2,5 mm Dübel Ø 80 mm

Obergurtneigung 0 – 4° b

als Nebenträger a = 0,8 – 1,25 m

6 8

l l – 8 12

h=

l = 5 – 15 m

7

als Hauptträger: a = 2,5 – 6 m

7

h=

Stahldiagonale verstellbar

l l – 10 14 A

l = 5 – 25 m

bb

b mit BSH möglich: a = 2,5 – 6 m h=

l l – 10 15

l = 20 – 80 m

3

als Rautenfachwerk: a = 2,5 – 6 m

1

h=

l l – 10 14

l = 20 – 50 m

A

2

5

aa

Diagonalen und Pfosten aus Stahlrohr mit Nagelplatte und Gelenkbolzen

mit fallenden und steigenden Diagonalen im Pfettenabstand

mit fallenden und steigenden Diagonalen im Pfettenabstand und Auflagerpfosten

als einfaches Rautenfachwerk

162

Pfosten, Diagonalen und Untergurt mehrteilig

Einfeldträger, Fachwerk

Fachwerkknoten mit steigenden und fallenden Diagonalen

Tragwerke

nahezu 60 m spannen. Die Ober- und Untergurte sind dreiteilig, die Diagonalen zweiteilig und als I-Querschnitte ausgebildet. Infolge der geringen Systemhöhe von nur 4,10 m in Feldmitte ergeben sich Stabkräfte von bis zu 740 kN in den Diagonalen und bis zu 2350 kN in den Gurten. Das konstruktive Problem bei diesen hohen Stabkräften lag in einem gelenkigen Anschluss der Diagonalen an die Gurte. Der Anschluss erfolgt mit Nagelblechen und Gelenkbolzen. º Bauen und Wohnen 6/1974 Bauen mit Holz 8/1971, S. 382

22 · Eissporthalle Grefrath, D; 1970 Architekt: L. Limmer, Düsseldorf; D Tragwerk-Ingenieur: ausführende Holzbaufirma Beratung: J. Natterer Das Haupttragsystem bei dieser 61,20 x 66,50 m großen Überdachung besteht aus 4 Fachwerkträgern, die einen Abstand von 13,20 m haben und über

B

1 2 3 4

59.88

3 2 1

mit Nagelblechen und Gelenkbolzen

123

3,50

66.50

Fachwerkträger Pfetten 12/75 cm Windverband Obergurt 2≈ 12/84 und 17/84 cm, Brettschichtholz 5 Untergurt 2≈ 8,5/81 und 17/81 cm 6 Futterhölzer 7 Diagonalen 2≈ 12 bzw. 13,6 cm, Höhe 80–34 cm 8 Nagelplatten mit aufgeschweißten Verstärkungslaschen 9 Bolzen Ø 42 mm in Rohr Ø108 mm 10 Dachlatten 11 horizontale Windverbände 11,5/8 cm

Tragwerke

Belastung: vertikale Gleichlast

Verformung Näherungsbereich nach DIN 1052, Tab. 9: f=

4

5 q · l4 • 384 E · J

mit: J = Σ A; · a;2 C 7

I E Ai ai

6

6 mit Nagelblechen und Gelenkbolzen Untergurt gespreizt

A

5 A

Spannweite E-Modul Querschnittsfläche der Gurte Abstände der Gurtschwerpunkte von der Schwerachse des Fachwerkes

Auflager Fachwerkträger

Momente im Obergurt bei Gleichlast

11 2 10

B

4

11 2

4

8 7 9

8

C

mit eingeschlitzten Blechen und Stahllaschen 6 B

Anschluß Pfette und Windverband an Obergurt C Obergurtknoten

Querkräfte im Obergurt

7

5

Näherungsbereich nach DIN 1052, Tab. 9:

8 97 D

mit dreiteiligen Gurten

D Anschluß Diagonalen an Untergurt

Diagonalen: N =

q·l 2 · sin α

Gurtkräfte: N =

q · l2 8·h

163

Einfeldträger, Fachwerk

Tragwerke

Einfeldträger

23 · Mehrzweckhalle

Fachwerkknoten

Westerheim, D; 1981–1984 Parallelfachwerk

Architekt: D. Juranek, Ludwigsburg Tragwerk-Ingenieur: P. Häussermann, Stuttgart

mit Pfosten und Druckdiagonalen

mit Pfosten und Zugdiagonalen

Konstruktion aus Fachwerkträgern in Greimbauweise für eine 21 ≈ 36 m große Turn- und Festhalle. Einhüftige Fachwerkrahmen in Greimbauweise im Abstand von 6 m und einer Spannweite von 24 m liegen auf der einen Seite auf einer Betonwand auf, auf der anderen Seite auf eingespannten Beton-Rundstützen. Der Obergurt bildet mit den Querdiagonalen den Unterbau der Lichtgauben. Anschluß der 92 cm hohen FW-Nebenträger in Greimbauweise in den Knotenpunkten der Hauptträger. An den Giebelseiten werden sie von Kreuzstützen getragen, Querstabilisierung über die Dachverbände in den Randfeldern, die gespreizten Holzstützen und die Betonwand. Alle übrigen Holzverbindungen mit Bolzen und eingeschlitzten Blechen. Zwischen den Lichtbändern tragen durchlaufende Pfetten die Deckenschalung.

Diagonale dreiteilig, an Untergurt genagelt Druckpfosten mit Simplex-Verbinder

º Bauen mit Holz 5/83 mit Pfosten und gekreuzten Diagonalen

Kontaktstoß für Druckpfosten 1 2 3

mit Auskragung

Hauptträger Nebenträger Ober-, Untergurt 24/20 cm 4 16/20 cm 5 Strebe 28/20 cm 6 Stütze 16/20 cm 7 Obergurt und Stäbe 12/12 cm 8 Untergurt 12/16 cm 9 Bolzen M 24 10 Geka-Dübel

mit hochgezogenem Untergurt (Einhängeträger) Diagonale einteilig mit Stahllaschen und einseitigen Ringdübeln

mit Zwischenpfosten für Pfetten

als mehrfaches Rautenfachwerk mit Auskragung

164

Nagel- und Einlegebleche zur Kraftübertragung Gelenkbolzen-Holz

Einfeldträger, Fachwerk

Fachwerkknoten

Tragwerke

24 · Sporthalle Eching, D; 1984 Architekten: Wagner, Wanner, Falterer, Dietersheim Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München Eine Fachwerkkonstruktion überspannt eine 30 ≈ 45 mm große Dreifachturnhalle. Fachwerkträger aus gespreizten Brettschichtholzgurten und einfachen Brettschichtholzdiagonalen bilden in Hallenquerrichtung das Haupttragsystem. Die

Aufklagerkräfte von jeweils zwei Trägern werden durch vier räumlich angeordnete Streben auf eine Betonstütze zusammengeführt. Fachwerkrahmen, die den Randbereich auskragend umschließen, gewährleisten die Gesamtstabilisierung. Die Nebenträger aus Brettschichtholz laufen in Hallenlängsrichtung über den Obergurten durch und sind durch Kopfbänder gegen die Untergurte abgestützt. Darüber tragen Gerberpfetten aus Vollholz eine Dachschalung, die als aussteifende Scheibe wirkt. º Informationsdienst Holz: Sport- und Mehrzweckbauten in Bayern

Tragwerke, Parallelfachwerk mit Auskragung

Belastung: vertikale Gleichlast

aufgenagelte Stahlschuhe oder Blechformteile, Sperrholz FSH

Verformung Näherungsbereich nach DIN 1052, Tab. 9: f=Σ

Ni · Ni ·l E i · As i

Ni Stabkräfte aus äußerer Belastung Ni Stabkräfte aus einer virtuellen Belastung »1«, die an die Stelle der gesuchten Durchbiegung angreift Ei E-Modul Ai Querschnittsflächen Ii Stablängen

aufgenagelte Diagonalen

1 2 3 4

BSH 20/36 cm BSH 16/16 cm Nagelblech Verstärkungsblech

5 6 7 8 9

Bolzen BSH 24/40 cm BSH 20/20 cm Stabdübel Schlitzblech

Momentenverlauf

durchgenageltes Blech oder Stabdübelung mit vorgebohrtem Schlitzblech Querkraftverlauf

ausgeblattete Diagonalen mit Gelenkbolzen

Normalkraft

165

Einfeldträger, Dreigurtfachwerk

Tragwerke

Einfeldfachwerke in räumlicher Anordnung

25 · Kindergarten

Fachwerkknoten Dreiecksbinder, linke Seite bis Feldmitte

München, D; 1987 Architekt: M. Karpf, Taufkirchen Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München

mit fallenden Zugdiagonalen und Pfosten

Die Satteldachkonstruktion des Kindergartens wurde bei gleichbleibendem Dachprofil mit verschiedenen Systemen realisiert, um das gewünschte Lichtraumprofil freizuhalten. Im Bereich ohne Zwischendecke wurde ein Kehlbalkendach gewählt. Ein hölzerner Kreuzverband in Ebene der Kehlbalken ist durch die Giebelwände unverschieblich gehalten. Durch Holzverbände im Firstbereich der Dachebene entsteht ein räumlicher Dreiecksfachwerkträger, der zwischen den Giebelwänden horizontale und vertikale Lasten trägt. Im Bereich mit Zwischendecke bildet eine einfache Sparrendachkonstruktion das Dachsystem. In diesem Fall nimmt die Decke die Horizontallasten auf. Die Sparren sind örtlich durch Zangen verstärkt, so dass ein Tragwerk mit verschieblichen Kehlbalken entsteht. Die Verbindungen wurden mit eingeschlitzten Stahlteilen und Passbolzen ausgeführt. Eine 28 mm dicke Holzschalung steift die Dachebene aus. 1 2 3 4 5

Sparren NH 12/16 cm Firstpfette BSH 22/22 cm BSH 18/22 cm Strebe BSH 14/14 cm Kontersparren 8/16 cm

Diagonalen einteilig, Verbindung mit Nagelblechen, einseitigem Einlassdübel und Schraubenbolzen

6 7 8

eingeschlitztes Blech t = 8 mm Nagelblech t = 5 mm Stabdübel Ø 12 mm

Diagonalen mehrteilig, Verbindung siehe oben, Druckstab mit Versatz

mit steigenden Druckdiagonalen und Pfosten

Diagonalen mehrteilig, Verbindung wie oben

mit Pfosten und gekreuzten Diagonalen

Pfosten mit Einlassdübel und Schraubbolzen an Untergurt befestigt, Diagonalen mit Holzlaschen an Unterknagge befestigt

166

Einfeldträger, Dreigurtfachwerk

Auflager für Fachwerkträger

Tragwerke

26 · Brücke über den Neckar Remseck, D; 1988–1989 Architekten + Tragwerk-Ingenieure: E. Milbrandt, D. Sengler, Stuttgart Räumliche Fachwerkbrücke für Fußgänger und Radfahrer über ein Feld mit 80 m Spannweite. Drei miteinander verbundene Fachwerkträger bilden im Querschnitt ein gleichseitiges Dreieck mit einer Grundlänge von 6,40 m über dem Auflager und 7,56 m in Feldmitte. Die doppelt gekrümmten Untergurte und der Obergurt bestehen aus zweiteiligen abgeschrägten

BSH-Querschnitten mit veränderlicher Höhe. Sie sind über die Gesamtlänge zweimal gestoßen. Anschluss an die Fachwerkstäbe über eingeschlitzte Stahlteile und Stabdübel. Der untere Fachwerkträger wirkt als horizontaler Aussteifungsverband und trägt die Längsträger der Fahrbahn. Drei liegend nebeneinander angeordnete BSH-Träger, Dichtungsbahnen, Querhölzer und ein Kieferbohlenbelag bilden eine 3 m breite Gehbahn. Glasschuppen, auf BSH-Sparren befestigt, überdachen das Fachwerk.

Tragwerke, Parallelfachwerk mit steigenden und fallenden Diagonalen

º Bauen mit Holz 12/88; Glasforum 3/89

Belastung: vertikale Gleichlast

mit eingeschlitzter und verdübelter Stahlplatte

Verformung

Momentenverlauf

zweiteilige Stäbe mit innen liegender verdübelter Stahlplatte

Querkraftverlauf

zweiteilige Stäbe mit innen liegender Nagelplatte und Gelenkbolzen

1 2 3 4 5

Obergurt Untergurt Strebe BSH 24/30 cm Strebe BSH 30/30 cm Rollenlager

6 7 8

Gehbereich eingeschnitztes Blech Stahldübel Ø 20 mm und Passbolzen Ø 20 mm

Normalkraftverlauf

mehrteilige Gurte, räumlich angeordnet

Querschnitt

167

Einfeldträger, unterspannt

Tragwerke

Unterspannte Träger

27 · Traversina Steg Viamala, CH; 1996 Tragwerk-Ingenieure: Branger, Conzett & Partner, Chur; CH Die exponierte Lage dieser Brücke erforderte eine möglichst leichte Konstruktion, die mit einem Hubschrauber eingeflogen werden konnte und damit auf ein Gesamtgewicht von 4,3 t begrenzt war. Die Brücke besteht aus zwei Elementen, die separat

transportiert werden konnten: dem hölzernen, parabelförmigen Dreigurtträger, bei dem konsequent alle zugbeanspruchten Bauteile durch Stahlseile oder Rundstahl ersetzt wurden, und den beiden Brüstungsträgern aus Dreischichtplatten, die die Torsionsbewegungen der Brücke verhindern. Diese beiden Elemente wurden mit den H-förmig weitergeführten Geländerpfosten verbunden. Oberhalb des Druckgurtes wurde ein liegender Versteifungsträger aus BSH angebracht. Die Brücke wurde 1999 durch einen Felssturz zerstört.

Anschluss Träger-Unterspannung

Dreieckträger

mit Stahlplatte auf Hirnholz

1 2

3 Trapezträger mit Biegung im Gurt für einseitige Lasten

4

Handlauf Lärche gehobelt 40/160 mm Brüstungsträger biegesteif Dreischichtplatten Douglasie 26 mm Geländerpfosten Lärche sägerau 80/100 mm Druckriegel Lärche BSH 120/445 mm, wetterfest verleimt

5 6 7

8 9

Diagonalstreben Lärche sägerau 4≈ 30/80 mm Windverband Rundstahl verzinkt Ø 8 mm Querriegel Untergurt Lärche 80/100 mm sägerau Untergurtseile Edelstahl Ø 24 mm Kipplager mit Rundstahlbolzen Ø 30 mm 1

1

a

2

2

mit eingeschlitztem Stahlwinkel auf Hirnholz

3

3 4

4 9

Trapezträger als überlagerter Dreieckträger

5

6

5

6 7

aa 8 7 º Detail 8/1999

8

a

über angeschweißte Platte an Nagelblech

Fischbauchträger nicht für einseitige Lasten geeignet

unterspannte Träger a=3·h h=

l l – 15 20

l = 8 – 80 m

168

mit Gelenkbolzen auf verstärkter Nagelplatte

Einfeldträger, unterspannt

Anschluss Träger-Unterspannung

Tragwerke

28 · Haus des Gastes

Unterspannte Dreiecksträger

Bad Wörishofen, D; 1983 Architekten: Atelier 4, Gräfelfing Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich, Planungsgesellschaft München

Unterspannung aus Brettern, zweiteilig

Glasdach des Lichthofs mit Trägern auf unterspannten V-Stützen. Die Spannweite variiert zwischen 6,7 m und 12,5 m. Die V-Streben aus geschälten BSH-Rundhölzern sind mit Zapfen an den BSH-Obergurt angeschlossen. Unterspannung mit Rundstahl. BSH-Träger auf BSH-Rundstützen bilden das umlaufende Randauflager. Seitliche Halterung der Unterspannung durch bogenförmig angeordnete Zugstangen, die in den Eckpunkten der Giebelwände verankert sind. Die über 7 m hohen Pendelstützen sind durch Stahlanker mit den angrenzenden Betonwänden verbunden, um horizontale Festpunkte zu erhalten.

Belastung: vertikale Gleichlast

Verformung

Unterspannung aus BSH, einteilig, Gurt zweiteilig mit Füllhölzern

1 2

Träger BSH 18/24 cm V-Strebe BSH Ø 15 cm

3 4

Unterspannung Stahl Ø 24 mm Randträger BSH 18/24 cm

5 6

Zugstange Ø 24 mm Pendelstütze BSH Ø 25 cm

7 8 9

Stahlrohr Stabdübel Ø 18 mm Blech = 10 mm

Momente

mit Knagge Querkräfte

mit Gelenkbolzen

Normalkräfte

169

Einfeldträger, unterspannt

Tragwerke

Unterspannte Träger mit Zuggurt in Holz oder Stahl

struktion mit einem Obergurt aus einer 69 mm starken und 1,50 m breiten Furnierschichtholzplatte gewählt. Sie wird mit einem Stahlseil und Stahlrohrdruckstreben unterspannt. Wegen der Breite des Obergurts im Zusammenhang mit den V-förmigen Druckstreben kann auf eine Aussteifung gegen seitliches Ausknicken der Binder verzichtet werden. Eine über den Binderobergurten durchlaufende Lage Stahltrapezblech trägt den Dachaufbau.

29 · Mehrzweckhalle einer Grundschule Bornheim, D; 1998 Architekten: Heuer + Faust Architekten , Aachen; D Tragwerk-Ingenieure: Ing.- Gem. Führer-Kosch-Stein, Aachen; D Für die Dachkonstruktion der Sport- und Mehrzweckhalle wurde eine Binderkon-

geneigt mit Druckstrebe, senkrecht zum Träger

Anschluss Unterspannung an Druckstrebe

eingedübeltes Blech mit Gelenkanschlüssen

geneigt mit Druckstrebe, vertikal

eingedübeltes Blech mit Druckplatte, Zugstab angeschweißt

geneigt mit Druckstrebenbündel 1

eingedübeltes Blech mit Druckplatte, Zugstab gelenkig angeschlossen

4 2 5

3

1

3

4

einfach unterspannt

2 6

1

6

1

1 2 3 4 5

oben unterspannt

3 6

3

FSH 69 mm BSH 20/200 mm Stahlseil Ø 20 mm Druckstreben V-förmig Ø 42 mm Stahlstütze Ø 70 mm Stahlplatten 20 mm mit Nagelplatten verschweißt

gelenkiger Anschluss an dreiteilige Strebe mit Dübeln bzw. Gelenkbolzen

6 3

2 doppelt unterspannt mit V-Streben, Träger überhöht

170

Anschluss an vierteilige Strebe mit Stahlknoten

Einfeldträger, Dreigurtfachwerk unterspannt

Anschluss Unterspannung an Druckstreben

Tragwerke

Unterspannter Einfeldträger mit V-Druckstreben

30 · Turnhalle einer Realschule Vaterstetten, D; 1983 Architekten: H. Caspari, München Tragwerk-Ingenieur: D. Herrschmann, München

eingedübeltes Blech mit Gelenkanschlüssen

Zweifachturnhalle mit nahezu quadratischem Grundriss, in der Mitte von einem räumlichen Fachwerkträger mit 30,8 m Tragweite überspannt. Obergurt aus zwei gegeneinander geneigten BSH-Trägern, gespreizter Untergurt aus Spannstählen, Ausfachung aus BSH-Pfosten und parabolischen Zugbändern. Abgabe der Lasten auf Pendelstützen. Waagerechte Querträger beidseitig alle 2,80 m an den Hauptbindern angehängt. Darauf Gerberpfetten, Kantholz und Holzschalung. Aussteifung der Dachebene über diagonal verlegte Brettscharen und Windverband zwischen den Untergurten des Hauptträgers. Holzverband zur Stabilisierung des überhöhten Teils des Daches. Aufnahme der Horizontalkräfte durch die Betonwände im Norden und im Süden.

Belastung: vertikale Gleichlast

º architektur postgradual 4/85

eingedübeltes Blech mit Gelenkanschlüssen

Verformung

eingedübeltes Blech mit Druckplatte, Zugstab angeschweißt

Momente

eingedübeltes Blech Druckplatte rechtwinklig zum Faserverlauf der Streben

Querkräfte

1 2 3 4 5 außenanliegender Anschluss mit Stahldübel auf Stahlblech

6

FW-Träger Querträger 2≈ 12/70 cm Stahlzugbänder Obergurt 2≈ 28/62 cm Pfosten 28/28 cm Stützen 28/28, 28/32 cm

7 8

Pfettenlage Brettscharen zur Aussteifung 9 Stahlrohr Ø 89 mm 10 Rundstahl Ø 35 mm 11 Knotenblech d = 20 mm

Normalkräfte

171

Einfeldträger, Dreigurt unterspannt

Tragwerke

Beispiele für Tragwerk-Geometrien

Auflager Träger-Wand

31 · Gartenhallenbad Frankfurt/Main, D; 1979 –1982 Architekten: Fischer, Glaser, Kretschmer, Fleft, Frankfurt (M) Tragwerk-Ingenieure: W. Prüfer, Butzbach-Ebersgöns

Quadratische Grundrisse

Viertelkreis

Überdachung eines Schwimmbads von 8450 m2 mit einem diagonalem Stützenraster von 27,22 m Seitenlänge. Hauptträger zwischen den Betonstützen als fischbauchartige räumliche Träger aus gekrümmt verleimten Gurten. Über die Diagonale verlaufende Zugrippen aus BSH und in der Druckbogenrichtung verlaufende Dachschalung aus 50 mm Bohlen mit doppelter Nut bilden ein doppelt gekrümmtes hyperbolisches Paraboloid. Bemessung der Rippen in den Randfeldern als Biegeträger, Randträger auf Biegung und Torsion beansprucht. Gesamtstabilisierung über Scheibentragwirkung der Dachschalung und eingespannte Betonstützen. Dachhaut aus Brandschutzlage, Rohglasvlies und PVC-Dachbahn liegt auf der Schalung. Montage der Hauptträger im Werk und Einhub vor Ort mit Kran.

aufgeständert

º Bauen mit Holz 2/82 1 2 3 4

Hauptträger Nebenträger Randträger Zugrippen

5 6 7

Obergut 2≈ 26/60 cm Untergurt h = 58 –100 cm Verbindungsholz

mit Auflagerverstärkung aus Nagelblech, Sperrholz oder BFU

mit Auflagerverstärkung und Befestigung auf Gleitschiene Schneckenförmige Anordnung

Variable Randbedingung

172

mit Vergussdübel auf Drehteil

Einfeldträger, radial, unterspannt

Mittenauflager

Tragwerke

32 · Viehmarkthalle – Bündner Arena Cazis, CH; 1998 Architekt: H. Marugg, Thusis; CH Tragwerk-Ingenieur: Walter Bieler AG, Bonaduz; CH Das Grundrissoval der Bündner Arena wird von radial um ein Zentrum angeordneten Fischbauchträgern überspannt. Ober- und Untergurt sind jeweils zweiteilig

ausgeführt und werden über eine zentrale »Nabe« zusammengeschlossen. Im Bereich des Obergurtes ist das Stahlbauteil als Druckring ausgeführt, im Bereich des Untergurts als sternförmiger Zugring. Ein Stahlrohr mit dem Durchmesser von 219 mm verbindet als axialer Druckstab die beiden Teile. Die Außenstützen werden von der steifen Dachscheibe des umgebenden Flachdachs gehalten und ermöglichen ein störungsfreies Oberlichtband ohne weitere Aussteifungsmaßnahmen.

auf Betonstütze Lagesicherung durch Stahldollen

Belastung: vertikale Gleichlast

1

2 8

5

3

6

4 7

Stahlring mit umlaufender Konsole, Träger über Kopfplatte an verdübeltem Steg eingehängt

Kombination: Konsole mit Einfeldträger

1

5

Verformung

1

3 6

Momente

4

7 1

4

a 1

Stahlrohr mit angeschweißten Stegen, Gelenkbolzenverbindung

4 a 8

4 8

aa

1 2 3 4 5 6 7 8

Obergurt BSH 330/120 mm Druckstab BSH 120/120 mm Rundstahl Ø 20 mm Untergurt BSH 168/180 mm Druckring Stahl d = 15 mm Stahlrohr Ø 219,5 mm zentraler Zugring Stahl d = 10 mm Stütze BSH 220/220 mm

Querkräfte

Stahlrohr mit angeschweißter Schiene, Träger eingehängt

Normalkräfte

173

Einfeldträger, radial angeordnet

Tragwerke

Durch Querkraftanschluss von Einfeldträgern entstehen Balkenroste

33 · Salzlagerhalle Lausanne, CH; 1989 Architekten: Atelier Gamma Architectore, Lausanne Tragwerk-Ingenieur: Natterer Bois-Consult, Etoy, CH Im Grundriss elfeckige Salzlagerhalle mit 26 m Durchmesser. Seitenwände aus Stahlbeton. Haupttragsystem als Balken-

rost, bestehend aus 11 BSH-Trägern mit einer Länge von 13,5 m, auf Betonmauer bzw. auf Nachbarträger aufgelagert. Innere Knotenpunkte wie Gerbergelenkknoten ausgebildet, da nur Querkraftübertragung stattfindet. Sekundärtragsysteme aus parallel zu den Seitenwänden angeordneten Kantholzpfetten. Eine 30 mm Schalung mit aufgeklebter Dichtungsfolie bildet die Dachhaut. Lichtkuppel aus Kantholzkonstruktion im Zentrum des Elfecks.

Auflager Nebenträger – Hauptträger

º Bauen mit Holz 11/89

über Dreieckgrundriss

verdeckt genagelter Winkel

über Quadratgrundriss

}-Schlitzprofil, an Hauptträger genagelt, mit Nebenträger verdübelt

1 2 3 4

22/65 –150 cm 10/20 bzw 12/24 cm 4/12 cm Aufschiebling bzw. Lagerholz in Eiche

Ø 12 mm 12/18 cm 12/16 cm Sperrholzscheibe 16 mm 10 Lasche 19 mm 7 8 9

5

über Fünfeckgrundriss mit Auflagervergrößerung

gestaffelte Anordnung

mit innenliegenden Laschen

doppelt gestaffelte Anordnung

mit Blechformteil an eingeschlitzten Träger gedübelt

174

Einfeldträger, hexagonal angeordnet

Anschluss Nebenträger – Hauptträger, Lasteintrag Balkenoberkante

Tragwerke

geständert. Auf diesem Pfettennetz Trapezblech und Warmdachaufbau. Horizontalaussteifung durch das trianguläre System der Haupt- und Nebenträger sowie des Pfettennetzes auf eingespannten Stahlbetonstützen. Das Auflagerproblem, 120 kN hohe Horizontalkräfte und 132 kN hohe Vertikalkräfte anzuschließen, wurde so gelöst, dass die Horizontalkräfte über ein Nagelblech, die Vertikalkräfte über eine im brettschichtverleimten Hauptträger eingeleimte Schraube in die Stahlbetonstütze eingeleitet werden. Dadurch ließ sich die Stütze sehr schlank und ohne Konsolen ausführen. Die dreieckigen Dachflächen wurden einschließlich der Pfetten am Boden vormontiert und mit einem Autokran auf die Stahlbetonstützen gesetzt.

34 · Messehallen Nürnberg, D; 1974 Architekt: Plan GmbH, München Tragwerk-Ingenieure: J. Natterer und K. März

Z-Auflager

Überdeckte Fläche von insgesamt 60 480 m2 . Die Grundrissform der zehn teilweise zusammenhängenden Hallen setzt sich aus168 gleichseitigen Dreiecken mit 28,80 m Seitenlänge zusammen. Das Dachtragsystem ist ein statisch bestimmtes Balkensystem mit Hauptträgern 18/190 cm, die über 28,10 m spannen, und eingehängten Nebenträgern 12/114 cm und 14/ 70 cm. Das Pfettennetz aus Pfetten 14/25 cm ist wegen der Installationsführung oberhalb der Hauptträger mit Pfosten 16/16 cm auf-

Balkenrostsystem

Belastung: vertikale Gleichlast

º Zentralblatt für Industriebau 5/1974, S.160; DBZ 6/1975, S. 149

eingeschlitzter Steg, verdübelt Verformung

1 2 3 4 5

Hauptträger 2≈ 18 /190 cm Nebenträger 12/114 cm Nebenträger 12/40 cm Pfetten 14/25 cm Aufständerung 16/16 cm

2 5

4 1 3

eingehängtes Stegblech für vorwiegend symmetrische Belastung

Momente 3 1 4 2 aa 1 a

2

3

4

5

a

eingeschlitzter Steg mit Grundplatte Querkräfte

mit U-förmigem Schuh

Normalkräfte N=0

175

Mehrfeldträger, zusammengesetzt

Tragwerke

Durchlauf- und Gelenkträger (Gerberträger)

35 · Abbundhalle

Querkraftgelenke

Noréaz, CH; 1982 Architekten: Annouk und Jaques Python Tragwerk-Ingenieur: Natterer Bois-Consult, Etoy, CH

aus Kanthölzern a = 0,5 – 1,5 m l=4–8m

Kantholz-Koppelpfetten

In Längsrichtung durchlaufende, stabverdübelte, leicht überhöhte Verbundquerschnitte aus 3 ≈ 16/16 cm Kantholz, die mehrmals unterstützt sind, bilden das Primärtragsystem des Dachs. Aufnahme der Lasten aus Firstpfette und Kran durch eine auskragende Zangenkonstruktion, in Dachebene und horizontal in Traufhöhe verbunden durch kurze Zwischenpfosten. Gespreizte Pfosten als Gabellager für die Pfetten. Aussteifunbgselemente so angeordnet, daß sie bei Kran- und Ladearbeiten nicht beschädigt werden können. Große Vordächer als Regenschutz sowie zum Einbinden in die Umgebung als Kragarme konstruiert.

Ausklinkung mit Sperrholz verstärkt

º Holz bulletin bois/Lignum, Nr. 13, 1985

a = 0,5 – 1,5 m h=

1 1 – 12 20

l = 4 – 10 m

bei ausgeklinktem Stegträger

1 2

Stütze KH 14/14cm Zange 2≈ KH 14/20 cm

3 4

Zange 2≈ KH 14/20 cm Pfette 3≈ KH 14/20 cm

5 6

Krahnbahnträger KH 18/24 cm Diagonale KH 10/10 cm

7 8

Flacheisen 2≈ Bulldog Ø 95 mm mit Schraube

zweiteiliger Blechformschuh

aus Brettschichtholz a=2–6m h1 =

l 24

h2 =

l 16

l = 10 – 30 m Voutenneigung ≤ 1 : 8

176

mit diagonal eingelassenem Schraubbolzen und elastomerem Lager

Mehrfeldträger, zusammengesetzt

Querkraftgelenke

Tragwerke

36 · Brücke Martigny, CH; 1983 Tragwerk-Ingenieur: Natterer Bois-Consult, Etoy, CH mit dem Technischen Büro des Genie-Bataillons 10 Fuß- und Radwegbrücke über die Dranse, zugelassen für Forstfahrzeuge bis 5 Tonnen Gesamtgewicht. Freie Spannweite von 28 m durch zwei über Pylone abgespann-

te, frei auskragende Randträger mit eingehängtem Mittelteil überbrückt. Die Hauptträger bestehen aus 5 mit Stabdübeln verdübelten Lärchenbalken. Die Brücke wird allein über die untergehängten Querträger und den darauf vernagelten Bohlenbelag, ebenfalls aus Lärche, gegen Wind ausgesteift. Montage mit leichtem Pioniergerät durch die Schweizer Armee. Die günstigen Witterungsverhältnisse im Flusstal mit ständigem Luftzug bewahren die ungeschützten Lärchenbalken vor Verrottung.

Zweifeldträger

Belastung: vertikale Gleichlast

verdübelter Balken, ausgeklinkt mit Passbolzen

Verformung: max v = q •

l4 •E•J 186,6

mit Å-Stahlprofil ohne Exzentrizität

Momente:

1 2 3

Pylon zusammengesetzter Balken Abspannung

4

Titanstahl Belag Bohlen d = 6 cm

min M = – q •

l2 8

max M = q •

l2 14,22

schräges Stahlprofil

Querkräfte: max V =

Stahlschuh mit Zugverbindung

5 •q•l 8

Normalkräfte: N=0

177

Mehrfeldträger, abgespannt

Tragwerke

Schrägseilbrücken

37 · Brücke Vallorbe, CH; 1989 Tragwerk-Ingenieur: Natterer Bois-Consult, Etoy, CH mit Bureau des Autoroutes, Waadtland

einhüftige Schrägseilbrücke mit Rückverankerung an Randauflager

Wegen der starken Hangneigung wurde die Fußgängerüberführung über die Nationalstraße 9 in zwei Teilen ausgeführt: eine parallel zur Straße führende 35 m lange Zugangsrampe und die eigentliche Brücke mit 24 m Länge. Tragsystem der Brücke aus fünf einfeldrigen Gehbahnplatten, die über Abspannkabel an einem

geneigten H-förmigen Pylon aufgehängt sind. Stabilisierung des Pylons in Querrichtung mittels zwei Andreaskreuzen, unter- und oberhalb der Gehbahn angeordnet. Ein unter der Gehbahn liegender Fachwerkträger bildet die Aussteifung für die Brückenplatte. Tragstruktur aus druckimprägnierten Tannenrundhölzern zusammengesetzt. Längsträger der Gehbahn aus zwei sägesteifen Querschnitten verdübelt. Gehbelag aus Lärchenbohlen. Für die Abspannkabel und alle Windverbände wurde schraubbarer Armierungsstahl verwendet.

Anschluss Schrägseil

º Journal de la construction 21/87

an Querträger

angespannter Gelenkträger mit abgewinkeltem A-Pylon

einhüftige Schrägseilbrücke mit geneigtem Pylon

an Querträger aus Stahlrohr

1 2 3 4 A-Pylon als Dreibock

5

Rundholz Ø = 36 cm Rundholz Ø = 30 cm Rundholz 2≈ Ø 24 cm Kantholz 12/14–28 cm Gehbelag 6/20 cm

6

schraubbare Zugstange 7 Stahlschuh t = 5 mm 8 Einpressdübel 9 eingeschlitztes Blech t = 15 mm 10 eingeleimte Gewindestange

an Längsträger mit Gelenkwelle

Schrägseilbrücke mit Rückverankerung an Zwischenauflager

Schrägseilbrücke mit Einhängeträger

178

an Längsträger mit Knagge

Mehrfeldträger, abgespannt und unterspannt

Aufhängepunkt Schrägseil

38 · Produktionshallen Bad Münder, D; 1992 Architekt: Thomas Herzog, München mit Bernd Steigerwald Haag, von Ohlen, Rüffer und Partner Tragwerk-Ingenieure: Sailer und Stepan, München

Tragwerke

Böcke 5,40 m breit in 30 m Abstand mit dazwischen hängenden Hallendächern. Die unterspannten Träger sind integriert mit den Auskreuzungen der Längsaussteifung. Haupttragwerk aus BSH mit konisch zulaufenden Stützen F 30. Achsabstand 6, 60 m. Statische Höhe der unterspannten Träger 1,50 m. Zugstäbe aus St 52, stirnseitig mit 40 kN vorgespannt. Anschluß der Kräfte über Schlitzbleche und Stabdübel. Übergang zu den Rundstäben aus gussstählernen Gabelköpfen mit Rechts-Linksgewinde. Als Dachscheiben verleimte Tafelelemente 2,7 m x 6,6 m, beplankt mit Sperrholz und verstärkt durch Holzrippen.

Abgespannte Träger

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast mit Dachprofil

Verformung

mit Dachprofil

Momente

1 2

mit Stegprofil

3 4 5 6 7

Dachhauptträger 26-61 ≈ 20 cm Dachrandträger 16 ≈ 30 cm mit 8 ≈ 20 cm Fassadenriegel 24 ≈ 26,6 cm Rundstahl Ø 36 mm Rundstahl Ø 42 mm Rundstahl Ø 52 mm HEA 120 Querkräfte

mit Stegprofil

Normalkräfte

179

Mehrfeldträger, Druckfachwerk

Tragwerke

Gleichmäßige Verteilung der maximalen Momente durch ein günstiges Verhältnis der Feldweiten

39 · Brücke über die Simme Wimmis, CH; 1989 Tragwerk-Ingenieure: Natterer Bois-Consult, Etoy, CH; Gärtl AG, Ütendorf Fuß- und Radwegbrücke über den Simmegraben. In Brückenmitte 24 m über dem Flussbett. Haupttragsystem der Brücke aus zwei parallelgurtigen und über drei Felder von 27, 54 und 27 m durchlaufenden Fachwerkträgern. Fahrbahn mit Querträgern im Abstand von 6,75 m, Koppelpfetten und einem Bohlen-

verringerte Spannweite der Randfelder

belag. Liegender Verband zur Stabilisierung der Brücke aus den Untergurten des Hauptträgers, den Querträgern und sich kreuzenden Rundstahldiagonalen gebildet. Obergurte und Dach mit biegesteifen Rahmen im Abstand von 6,75 m ausgesteift. Nagelbleche und Gelenkwellen als Verbindungsmittel. Große Durckkräfte aus den Diagonalen werden über Nagelversatzschuhe in die Gurte eingeleitet. Dacheindeckung aus Flachblech mit zentralem Lichtband aus Kunststoff.

Auflager Durchlaufträger – Stütze

º Impulsprogramm Holz, CH, 1990; Schweizer Holzbau 5/89

Träger mit Zapfen gesichert

Auskragung der Randfelder

Stütze in Träger eingelassen

Mehrfeldträger mit variabler Trägerhöhe

1 2

aus Kantholz (Koppelpfetten) a = 0,5 – 1,5 m h=

l l – 16 20

3

BSH 20/70 cm BSH 20/20 + 2≈ NH 8/20 cm BSH 24/36 cm 2≈ Furnierschichtholz 7,5/40 cm

4 5 6 7

BSH 16/36 cm Koppelpfetten 12/26 cm Rundstahl Ø = 16 – 32 mm BSH 20/20 cm

Auflagerverbreiterung mit eingelassenen Konsolen

l = 4 – 10 m aus Brettschichtholz a= 2 – 6 m h=

l l – 18 22

l = 10 – 30 m Voutenneigung ≥ 1 : 8 als Fachwerkträger a=2–5m h=

l l – 16 18

l = 10 – 80 m

180

Auflagerverbreiterung durch Hartholzblock

Mehrfeldträger, Zugfachwerk

Biegesteifer Anschluss von Durchlaufträgern

Tragwerke

40 · Fußgängerbrücke Singen, D; 2000 Architekt: J. Usleber, Weinheim; D Tragwerk-Ingenieur: Thomas Relling, Singen; D Die überdachte Fußgängerbrücke besteht aus zwei paralellen, um 15 cm überhöhten

Fachwerkträgern, die als Zweifeldträger mit einseitigem Kragarm ausgeführt sind. Die Auflager bilden zwei H-förmige Stahlrahmen und ein betoniertes Fundament auf höherem Geländeniveau. Die Brücke wurde werkseitig vorgefertigt, in zwei fertigen Hälften geliefert und mit einem Kran in Position gehoben. Die Außenverkleidung mit einer Stülpschalung aus Douglasie dient dem konstruktiven Holzschutz.

Zweifeldträger mit Auskragung

Belastung: vertikale Gleichlast

aa

Stoß mit aufgenagelten Furnierplatten

A Verformung

a

a

1 2 3 4 5

gabelförmige Ausbildung des Stützenkopfes

Obergurt Brettschichtholz180/320 mm Pfette Nadelholz 120 (180)/180 mm Holzlamellen Douglasie 40/120 mm Wurfschutz Drahtgitter Handlauf Stahlrohr verzinkt, Ø 48,3/3,2 mm 6 Untergurt BSH 180/360 mm 7 Querträger NH 140/200 mm 8 Längsträger NH 100/130 mm 9 Bodenbelag Bohlen gerillt 40/160 mm 10 Stütze Stahlprofil HEB 340 11 Träger Stahlprofil HEB 400

1

2

Momente: min M = – 3 max M =

q • l2 12 q • l2 24

4

5

Zwillingsträger auf Stütze mit Knaggen gelagert

Querkräfte: max V = q •

l 2

8 9

6

7

Stütze zweiteilig, Trägerauflage ausgesägt

10

11

A

Normalkräfte: N = 0

181

Mehrfeldträger, Fachwerk

Tragwerke

Durchlaufsysteme

Biegesteife Stöße von Mehrfeldträgern am Auflager

41 · Wohnanlage München, D; 1982 Architekten: Th. Herzog, B. Schilling, München

geneigter Mehrfeldträger

geneigter, einmal geknickter Träger

Satteldachträger

Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München Schwellenkranz aus feuerverzinkten Stahlwalzprofilen auf dem Stahlbetonkeller als Justierebene. Darauf das Holzskelett mit Stützenfeldern von 3 m in Längsrichtung; Deckenträger mit 40 mm Flachpressplattenauflage, die auch die Aussteifung übernehmen. Ableitung der Horizontalkräfte über Diagonalen in den Wandebenen. Höhengleiche Anschlüsse bei Haupt- und Nebenträgern mit geschweißten Stahlteilen. Alle tragenden Querschnitte aus BSH. Die Fachwerkträgerhöhe mit Innenfassade am Untergurt und Dachkonstruktion aus abgewandelter Gewächshaustechnik auf dem Obergurt wird zur Durchlüftung genutzt.

Rundholz-Koppelpfette mit Stabdübel 1 2

3 º Werk, Bauen und Wohnen 5/83 Die andere Tradition, München 1984 Träger für Dach mit innenliegender Kehle

4

Stützen 15/15 cm Träger 9/30 11/30, 15/30 cm BSH 2≈ 5/10 cm BSH 5/7 cm

5 U-Profil 100 mm 6 Rechteckrohr 40/40/4 mm 7 Bolzen M 12 8 Nagelblech 9 Rohr Ø 16 mm 10 Gewindestift M 10

FachwerkDurchlaufsysteme Kantholzkoppelpfette mit Nagelblechwinkel an Hauptträger befestigt

Kantholzkoppelpfette an Hauptträger geschraubt

Kantholzkoppelpfette mit aufgenagelten Laschen

182

Mehrfeldträger, Fachwerk gekrümmt

Biegesteife Montagestöße für gerade und gekrümmte Träger

Tragwerke

42 · Flughafen Oslo Gardermoen, N; 1993 –1998 Architekten: AviaPlan Architects, Oslo; N Tragwerk-Planer: C.Wise - Ove Arup & Partners, London; GB Die Abflughalle des Flughafens in Oslo wird von großen, geschwungenen Zwei-

feldträgern mit beidseitigen Auskragungen überspannt. Die Träger sind als Holzfachwerkträger ausgeführt, wobei das Fachwerk von einer vollflächigen Sperrholzbeplankung abgedeckt wird. Zusammen mit dem parabelförmigen Untergurt aus BSH besitzt der Träger einen tragflügelähnlichen Querschnitt. Die Träger liegen immer paarweise nebeneinander und sind seitlich an den Y-förmigen Stützenkopf angeschlossen. Zwischen den Hauptträgern sind Holzfachwerkträger eingehängt.

Mehrfeldträger geneigt

Belastung: vertikale Gleichlast

Kastenträger mit Zugverstärkung und Außenlaschen

Verformung

Kastenträger geknickt mit eingelassenen Schlitzblechen vernagelt

Momente 1 2

Obergurt BSH 70/50 cm Fachwerkstrebe

3 4

Untergurt BSH 56/88 cm Stahlstützenkopf

5

Stahlbetonstütze 7 Ø 150 cm Sperrholz-

6 a

1

beplankung Einhängeträger Holzfachwerk

1

2 eingeschlitzter Steg mit Stabdübelkreis

6

2

7

3 4

5

Vergussdübel

4

a

aa

Querkräfte

5

Normalkräfte

183

Gelenkträger

Tragwerke

Gelenkträger

Auflager Durchlaufträger-Stütze

43 · Eissporthalle Surrey, CAN; 1990 Architekt: L. Trubka Ass., Vancouver; Tragwerk-Ingenieur: Konzeption: Natterer Bois-Consult, Etoy Ausführung: K. Merz, K. Lau, Vancouver Projekt-Ingenieur: Choukalos, Woodburn, McKenzie, Maranda Ltd, Vancouver

Eingelenkträger Druckstabsystem aus Furnierstreifenholz (PSL) mit bekanntlich einfachen Druckanschlüssen, Rahmen mit 2 Gelenken und eingehängten Dreiecksbindern. An den Gelenken durchgehende Querschnitte zur Reduktion des Verbindungsaufwandes und für die Aufnahme der einseitigen Wind- und Schneelasten.

dreiteilige Stütze, Träger mit Voute

Mehrgelenksystem mit Auflagerbock

Mehrgelenksystem mit Einhängeträger

1 2

Stütze, Stahbeton 112/45 cm Träger PSL 22,2/35,5 cm

3 4

Strebe PSL 22,2/28,6 cm Träger PSL 2x 13,3/28,6 cm

5 6

Strebe PSL 2x 17,8/40,6 cm Strebe PSL 22,2/35,6 cm

7 8

Strebe PSL 22,2/28,6 cm Strebe PSL 22,2/28,6

mit Laschen und Auflagerverbreiterung durch Knagge

als Stabwerk

Träger mit Voute, Auflagerverstärkung durch Stahlteil

als Fachwerk

mit Hängewerk

184

gespreitzter Träger, dreiteilige Stütze

Gelenkträger

Auflager von Durchlaufträgern

Tragwerke

mit einer Breite von 54 m. Die beiden Einhängeträger sind unterspannt, der Konturenverlauf entspricht der Momentenlinie. Der zweiteilige Obergurt in BSH wird dabei mit zwei Stahlseilen über einteilige Druckstäbe unterspannt. Die Außenstützen sind ebenfalls zweiteilig, so dass die Binder einfach aufgelegt werden können. Das mittlere Auflager bildet eine Bockkonstruktion mit einer begehbaren Ebene im Obergeschoss. Stahlverbände in der Dachebene und der Fassade steifen die Gesamtkonstruktion räumlich aus.

44 · Produktionshalle Jägermeister Kamenz, D; 1993 –1995 Architekten: Pook Leiska Partner, Braunschweig; D Tragwerk-Ingenieur: W. Kling, Penzberg; D Zwei Einhängeträger und eine mittlere Bockkonstruktion bilden das Dachtragwerk der zweischiffigen Produktionshalle

1

2

Belastung: vertikale Gleichlast 3

eingelassenes Blech mit Kopfplatte, Stabdübelverbindung

1 2 3 4 5 6 7

Einhängeträger BSH 2≈ 20/60 cm unterspannt Träger Mittelauflager BSH 3≈ 20/60 cm Stütze 2≈ BSH 16/40 cm Nebenträger BSH 20/60 cm Futterholz BSH 60/4 cm an Obergurt angeleimt Futterholz BSH 60/8 cm Gelenkbolzen Stahlrohr Ø 193,7 mm

2 mit Einspannung durch Stabdübel und Stahlplatte

Gelenkträger

4

1

Verformung

a

b

4 b

d

d

7

3 c

a 2

c

4 5

6

4

a

5

6 Momente

a

bb

dd

1 5

mit sichtbarem Stahlschuh

1 6

4

4 aa

cc

Querkräfte

Auflagerplatte für hohe Lasten

Normalkräfte: N = 0

185

Kragträger

Tragwerke

Systeme

bestehen aus jeweils 16 –23 cm breiten Doppelträgern, die an der Einspannstelle 140 – 220 cm und an den freien Kragenden 60 cm hoch sind. Die beiden Riegel werden durch eine dreiteilige Druckstrebe und durch ein Zuggelenk in der rückwärtigen Auskragung zu einem Rahmeneck verbunden. Das Zuggelenk besteht aus Stahlkästen und justierbaren Zugstangen. Die Kraftübertragung in das Holz erfolgt über Nagelbleche und Gelenkbolzen. Anschluss der Druckstreben ebenfalls mit Nagelblechen und Gelenkbolzen, um ein echtes Gelenk mit Justierbarkeit der Kragarme zu erreichen. Windlastableitung und Aussteifung der Dachflächen durch 10 cm dicke und bis zu 2,40 m hohe Stegplatten zwischen den Rahmen im Bereich der Druckstrebe und durch Stahlrohrverband im Bereich der Auskragung. º Detail 4/1972

45 · Olympia-Radstadion München, D; 1972

vertikal eingespannt

vertikal eingespannt über Hebelarm

horizontal eingespannt

horizontal eingespannt über Hebelarm

Architekten: Dahms, Grube, Harden, Kaiser und Laskowski, Braunschweig; D Tragwerk-Beratung: Natterer Bois Consult, Etoy; CH Überdachung der Tribüne für 4700 Zuschauer und der Rennbahn für das Radstadion (anlässlich der Olympiade 1972). 56 einhüftige Rahmen mit Auskragungen von 11– 24 m umschließen im Abstand von ca. 6 m die Rundung der Bahn. Jeder Rahmen besteht aus einem unteren und einem oberen Riegel. Der untere Riegel übernimmt die Tribünenlast und lagert auf einem Ringbalken aus Stahlbeton. Der obere Riegel bildet das Dach. Die Riegel

Aussteifende Nebentragsysteme

einfache Nebenträger auf Hauptträgern erfordern eine zusätzliche Kippaussteifung

B

11 3

eingespannt durch Abstützung A

1

a=3–8m h=

l l – 5 10

2

C

l = 5 – 30 m D Fachwerksysteme 9 a

4 6 512

gekreuzte Nebenträger kippaussteifend

als Steg- oder Kastenträger a = 5 – 10 m h=

l l – 5 10

d

9 a

l = 10 – 30 m

b 1

7

als Fachwerkträger a = 6 – 12 m h=

l l – 4 6

bb

8

1 K-Pfetten kippaussteifend

l = 10 – 50 m a 2 3

aa 2

3

b 2

7

Fachwerk mit biegesteifem Rahmeneck a=3–6m l l h= – 5 10 l = 5 – 20 m

186

10

1 Kragträger 2≈ 16/1402≈ 23/220 cm 2 Tribünenträger 3 Druckriegel 70/70 cm dreiteilig 4 Windverband 5 Aussteifungsrohr Ø 76–168 mm 6 Stahlgitterträger zur Aussteifung

7

7 Nagelplatte mit Bolzen 8 Dübel aus Hartholz 9 Zugstangen 10 elastomeres Lager 11 umlaufende Stegplatte zur Aussteifung

K-Pfetten kippaussteifend mit Entwässerungskehle

Kragträger

Aussteifende Nebensysteme

Tragwerke

46 · Tribünenüberdachung Waldaustadion Stuttgart, D; 1998 Architekten: Herrmann + Bosch, Stuttgart; D Tragwerk-Ingenieure: Pfefferkorn und Partner, Stuttgart; D Die tragflügelförmige FurnierschichtholzKonstruktion der Überdachung wird von einem Stahlstabwerk aus Zug- und Druck-

1 2 3 4 5 6

Rippe BSH, d = 70 mm Stahllängsträger Furnierschichtholz 27 mm Deckleiste Schalungsstoß Rippe am Schalungsstoß BSH, d=14 mm Formteil FSH

Nebenträger diagonal zwischen Å-Trägern

streben getragen. Die Normalkräfte aus Eigengewicht und Wind werden in die Stahlbeton-Tribünenträger und die Fundamente eingeleitet. Ober- und Untergurt des Flügels bestehen aus einer vorkonfektionierten Furnierschichtholzplatte mit einer Länge von 17 m und 1,80 m Breite. Dazwischen befindet sich ein Skelett aus einzelnen BSH-Rippen, deren Zuschnitt dem Momentenverlauf entspricht. Die Holzquerschnitte besitzen so überall den selben statischen Ausnutzungsgrad, so dass eine sehr filigrane Dachscheibe entsteht.

Kragträger

Belastung: vertikale Gleichlast

Verformung: 1

v=q•

2

l4 •E•J 8

1

2

Momente: min M = – q • 1

3

4

l2 2

1 5

3

6 3

kippaussteifende Nebenträger

6 3 2 6 Querkräfte: max V = q • l

K-Pfetten zwischen Å-Hauptträgern

Normalkräfte: N = 0

187

Gelenkstabzüge

Tragwerke

Dreigelenkstabzüge ohne Zugband, Vollquerschnitte

47 · St. Blasius Kirche Schallstadt, D; 1994 Architekten: Erzbischöfliches Bauamt, Freiburg ; D Tragwerk-Ingenieur: K. Liermann, Freiburg; D Die Überdachung des Kirchensaals besteht aus mehreren Polonceau-Trägern,

wobei der Obergurt aus Brettschichtholz dreifach unterspannt ist. Die Druckstreben sind aus Nadelholz, während die Zugkräfte von Stahlunterspannungen aufgenommen werden. Der verbleibende Horizontalschub wird von einem Stahlbetonringanker aufgenommen. Die Sparren wurden fertig montiert paarweise auf den Ringanker aufgesetzt. Die einzelnen Binder sind über eine Firstpfette miteinander verbunden und werden über die stirnseitigen Sparren in Längsrichtung ausgesteift.

Auflager für Gelenkstabzüge

a=5–8m l l – 30 50

h=

l = 15 – 50 m f≥

l 3 mit Stahlschuh und Justierschiene

1

1

2

mit unterspannten Trägern

4 6 mit Zugband, Vollquerschnitte 3

2

in Betonnische mit Elastomerunterlage

3 5

4

a=5–8m l l – 30 50

h=

6 8

l = 15 – 50 m f≥

l 6 5

7 7

5

aa

a

mit Kopfplatte und Gelenkbolzen

nach unten geknicktes Zugband

gekreuztes Zugband

188

1 2 3 4 5

Firstpfette NH 260/260 mm Obergurt BSH 160/360 mm Pfette NH 160/260 mm Druckstab NH 160/160 mm Ringanker Stahlbeton

6 7 8

Zugstab Stahlgewindestange Ø 36 mm Widerlager Fußpunkt Stahlblech d = 25 mm, geschweißt Knotenblech d = 25 mm

Nockenauflager mit seitlichen Stahllaschen

Gelenkstabzüge

Firstgelenke

Tragwerke

48 · Reithalle Schwaiganger, D; 1979 Architekten: M. Eberl, H. Weippert, München Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München Über einer Reithalle tragen Dreigelenkstabzüge mit 27,5 m Spannweite die Dachkonstruktion. Die als BSH-Zangenträger ausgeführten Obergurte werden

von Zugstangen aus Rundstahl unterspannt. Sie treffen in einem Stahlknoten mit den hölzernen Druckpfosten zusammen und laufen in einem gemeinsamen Stahlstab bis zum Firstgelenk weiter. Doppelte Holzstreben verbinden die Knoten in Längsrichtung. Die Binder stützen sich alle 5 m gegen die eingespannten Stahlbetonstützen ab. Dazwischen tragen Koppelpfetten aus Vollholz die Dachschalung. In drei Feldern Windverbände zur Längsaussteifung angeordnet. Stabilisierung in Querrichtung über Hauptbinder. Die Horizontallasten werden von den Betonstützen in die Fundamente weitergeleitet.

Dreigelenkstabzug Kragträger

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

mit eingelassenem Stahlteil und Gelenkbolzen

Verformung

1 mit Hartholzeinlage und seitlichen Laschen

2 3 4

BSH 2≈ 16/90 cm BSH 2≈ 16/16 cm BSH 20/20 cm Zugstab, Stahl

5 6 7

Koppelpfette BSH 18/18 cm Koppelpfette NH 14/18 cm Windverband, Rundstahl Momente

mit eingelassenem Å-Profil und obenliegender Zugsicherung Querkräfte

mit eingelassenem Å-Profil und seitlicher Zugsicherung

Normalkräfte

189

Gelenkstabzüge

Tragwerke

Dreigelenkstabzüge Fachwerkbauweise

49 · Eissporthalle Deggendorf, D; 1973 Architekt: Stadtbauamt Deggendorf Tragwerk-Ingenieur: Natterer Bois Consult, Etoy; CH Überdachung einer bestehenden Eislaufanlage. – In Querrichtung liegen Dreigelenkstabzüge mit Zugbändern über 48 m im Abstand von 8,5 m. Die zweiteiligen Träger sind ungleich lang und einsei-

tig geknickt, zur Anpassung an bestehendes Gebäude. Die Zugbänder aus Stahl liegen schräg und sind mit feuerhemmendem Schutzanstrich versehen. Auf gekreuzten Pfetten 16/26 cm im Abstand von 2,5 m sind 19 mm Furnierplatten mit Rippen aufgenagelt. Durch diese Anordnung ergibt sich ein statisch wirksames Faltwerk, welches die Kippund Windlasten in Längsrichtung auf mehrere eingespannte Stahlbetonstützen verteilt und eine gute Dachentwässerung und die optische Reduzierung der 2,25 m hohen Hauptträger bewirkt. 17

8.23

6

2 6.43

1 3

A B

5 a=5–8m h=

21.00

in Träger eingeschlitzt

6.00

l l – 15 25

16.00

11.00

Zugbandaufhängungen

l = 15 – 50 m 2

7

1.95

4

Dreigelenkstabzüge ohne Zugband

3

7 6

6

1 2 3 4

Hauptträger 2x 22/225 cm Hauptträger 2x 22/195 cm Pfetten 16/26 cm Furnierplatten 19 mm mit Rippen 10/10 und 6/10 cm 5 zweiteiliges Zugband aus Rundstahl 13 7 11 3 12 1

6 7 8 9 10 11 12 13

Anschlusshölzer für gekreuzte Pfetten 16/20 cm Dübel Ø 65 mm Nagelplatte mit Verstärkung Tellerfedern Gelenkbolzen Ø 70 mm Futterholz 20 (22)/25 cm eingeschlitzte Stahlplatten mit Dollen Gaupenträger 2x 20/85 cm

10 b

4

außen befestigt, höhenverstellbar

2

8 9 10 2

mit Dachbruch 3 6 11 7

2 5

A

b

8

B

bb außen befestigt

symmetrische Anordnung mit angehobener Traufe

asymmetrische Anordnung

190

höhenverstellbar

Gelenkstabzüge

Nachspannbare Zugstabstöße

Tragwerke

Dreigelenkstabzug mit Zugband

50 · Eisstadion St. Ulrich, I; 1980 Architekten: I. Zimperlich, Garmisch, F. Trafojer, Bozen, I Tragwerk-Ingenieur: K. Malknecht, H. Meinhardt, Vöcklamarkt, A

Spannring mit Mutter

Spannschloss mit gegenläufigem Gewinde

Dreigelenkfachwerkträger mit Zugband überspannen die 60,5 ≈ 81 m große Grundrißfläche in Querrichtung. Sie lagern alle 12 m teils auf Pendelstützen, teils auf unverschieblichen Auflagen. Anschluss der dreiteiligen Untergurte an die Diagonalen über mehrschnittige Stabdübelverbindungen, Versatz oder Keilzinkungen. Einige Stäbe an ihren Enden durch Aufleimungen verstärkt, um die Anschlüsse unterzubringen. Pfettenlage von Feld zu Feld um eine Trägerhöhe versetzt angeordnet. Pfetten zwischen den Obergurten durch Streben in Feldmitte abgestützt und in Dachebene durch Verbände ausgesteift, um die Hauptträger zu stabilisieren. Die tieferliegende Dachfläche von unterspannten Nebenträgern getragen. Bei der Montage wurden die Hauptbinder paarweise von der Stirnseite auf Schienen eingefahren.

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

º Holzkurier 81/21; Bauen mit Holz 10/81 Verformung

Momentenverlauf

Gewindestab mit Gegengewinde, Mutter und Kontermutter

1

2

Obergurt BSH 3≈ 16/100 cm Futter 2≈ 16/45 cm Untergurt BSH 3≈ 16/60 cm

3 4

5

Zugstab BSH 2≈ 16/50 cm Druckstab BSH 2≈ 16/50 cm Futter 16/35 cm BSH 18/35 cm

Querkraftverlauf mit Spannmuffe und Kontermuttern

mit Gegengewinde nachstellbar

Normalkraftverlauf

191

Gelenkstabzüge

Tragwerke

Dreigelenkstabzüge mit hochliegendem Zugband

Kehlbalken-Anschlüsse

51 · Gemeindehaus München, D; 1976 Architekten: Riemerschmid, Burger, Schützenhuber, München

aus Vollquerschnitten

aus geknickten Vollquerschnitten

aus aufgelöstem Querschnitt

Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München Räumlich angeordnete Kehlbalkenträger exzentrisch über dem oktogonalen Gemeindesaal zusammengeschlossen. Aus den vier Ecken laufen paarweise Binder im First zusammen, wo sie miteinander über eine Stahllasche biegesteif zusammengedübelt sind. Die vier Stahlteile kreuzförmig mit einem Stahlrohr verschweißt, an dem die Kehlbalken mit einer Ringmutter abgehängt sind. Verbindung zwischen Bindern und Kehlbalken über BSH-Laschen. Elastomerlager auf den eingespannten Betonstützen, von den Festpunkten abgesehen, verschieblich ausgebildet. Stehende Pfettenringe tragen die Dachschalung aus 45 mm Bohlen. Sie sind über eingeschlitzte Bleche und Stabdübel an die Binder angeschlossen. Alle Träger aus BSH. Gesamtstabilisierung über die Kehlbalkenbinder. Die Horizontallasten werden in den Festpunkten an den Betonunterbau abgegeben.

mit Versatz und »Simplex-Verbinder«

1 2 3 4 5

aus parabelförmigen Fachwerkträgern

Gelenkstabzüge radial angeordnet

BSH 14/40 – 80 cm BSH 14/27 cm BSH 12/55 cm BSH 12/30 cm Lasche BSH 10/25 cm

6

Stahlrohr Ø 76 mm 7 Rundstahl Ø 30 mm 8 U-Profil 80 mm 9 Knotenblech t = 15 mm 10 Schraubenbolzen M 16 11 Stabdübel Ø 14 mm

mit genagelten bzw. verdübelten Zangen

mit Versatz und aufgenagelten Laschen

Symmetrische Anordnung

192

mit Knagge und aufgenagelten Laschen

Gelenkstabzüge

Kehlbalken-Anschlüsse

Tragwerke

Kehlbalkensystem verschieblich

52 · Chihiro Kunst Museum Azumino, J; 1995 Architekten: Hiroshi Naito Architect & Associates, Tokio; J Tragwerk-Ingenieure: Structural Design Group, Tokio; J

mit Zangen und Gelenkbolzenanschluss

Um das äußere Erscheinungsbild des Museums möglichst klein zu halten, wurde das Dach in eine Reihe von Satteldächern untergliedert. Die Sparren bestehen aus massivem Lärchenholz. Die gebogenen Schichtholz-Kehlbalken tragen die Firstpfette und übernehmen gleichzeitig aussteifende Funktion. Die Dachkonstruktion kommt ohne sichtbare Metallteile aus. 1

2 3 4

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

Dachaufbau: Stehfalzblech Dachdichtungsbahn Schalung 12 mm Dämmung 50 mm Lattung 45/50 mm Dampfsperre Schalung Lärche 30 mm Sparren Lärche 90/120 mm Gurt Schichtholz Lärche 50/60 mm Pfette Schichtholz Lärche 120/277 mm Verformung

mit eingeschlitztem Blech

1 3

4 Momente

2

mit seitlichen Laschen und Versatz

2

mit mehreren eingeschlitzten Blechen

3

4

Querkräfte

Normalkräfte

193

Gelenkstabzüge

Tragwerke

Dreigelenkstabzüge mit angehobenem Zugband

53 · Kirche St. Martin Ingolstadt, D; 1979 –1981 Architekten: A. Hempel, F. Brand, München Tragwerk-Ingenieure: Sailer + Stepan, München Ein symmetrisches, 45° geneigtes Dach überspannt das 20 m breite Kirchenschiff. Hauptträger alle 5,0 m als Dreigelenkstabzug mit BSH-Zangen durch Druckund Zugstäbe aus Stahl abgespannt. Auf-

lager auf eingespannten Stahlbetonstützen, die die Windlasten in Längs- und Querrichtung übernehmen. Durchlaufende Vollholzpfetten und eine 36 mm dicke diagonal verlaufende Nutund Federschalung für das Sekundärsystem. Stabilisierung der Holzkonstruktion durch die Scheibenwirkung der Schalung. In Längsrichtung werden die Stahlknoten durch einen in den Giebelwänden verankerten Rundstahl gehalten. Kaltdach mit Ziegeldeckung auf Konterlattung.

Zugstabanschlüsse im Firstpunkt

º Baumeister 10/82; Bauen mit Holz 6/84

Stäbe einmal abgestützt

als einfache Abhängung mit geschweißtem T-Profil

Stäbe zweimal abgestützt

mit Druckplatte und angeschweißtem Steg, Zugstab mit Laschen

Stäbe dreimal abgestützt

1

2 3

Hauptträger BSH 2 ≈ 20/60 cm Stahldruckstab Stahlzugstab

4 5 6

Pfetten 20/20 cm Befestigung Zugstahl Auflagergelenk

mit Druckplatte und Anschluss-Steg, Zugstäbe aus Gewindestahl

Viergelenkstabzug

a=5–8m h=

l l – 20 35

l = 15 – 50 m

194

aus Stahlschuh mit Anschluss-Steg und Nocken, Zugstäbe zweiteilig

Gelenkstabzüge, räumlich

Anschluss Pfosten – Unterspannung in räumlicher Anordnung

Tragwerke

54 · Kirchenzentrum Eckenhaid, D; 1988 Architekt: H.-J. Zeitler, München Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München Überdachung des Kirchenzentrums aus vier kreuzförmig angeordneten Satteldachkonstruktionen, die im Zentrum von einem pyramidenartigen Turm überragt werden. Die Turmspitze überdeckt einen quadratischen Grundriss mit 8,5 m Seiten-

länge, in den Eckpunkten Holzstützen. Gratbinder aus unterspannten BSH-Gurten. Durch die horizontale Verbindung der Knotenpunkte werden die »Luftstützen« ausgestellt. Räumliche Stabilisierung der Stützen über Spannglieder, die die Stützenfüße an die Unterspannung anschließen. Randträger aus BSH als Zugband des räumlichen Systems und als Zweifeldträger zur Aufnahme der Sparren. Alle Anschlüsse wurden mit eingeschlitzten Stahlblechknoten hergestellt, die mit Stabdübeln angeschlossen sind. Die Sparren verlaufen parallel zum Gefälle, sie sind als hölzerne Profilträger ausgebildet.

Dreigelenkstabzug aus unterspannten Trägern

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

eingelassenes Blech mit Druckplatte und geschraubten Anschlüssen

1 2 3 4 5

BSH 20/42 cm BSH 20/42 cm BSH 28/28 cm Druckstab 12/12 cm Rundstahl Ø 20 mm

6 7 8 9

Knotenblech t = 8 mm Blech t = 10 mm Stabdübel Ø 12 mm Schraubenbolzen M 24

Verformung

verdübeltes Blech mit Druckplatte, Zugstäbe angeschweißt

Momente

V-Stütze, eingelassenes Blech mit Druckplatte

Querkräfte

Vierteilige Stütze, gespreizte Anordnung, Zugbänder aus schraubbarem Armierungsstahl

Normalkräfte

195

Eingelenkrahmen

Tragwerke

Vollwandquerschnitte

55 · Sporthalle Roanne, F; 1988 Architekt: Hiatus, Roanne Tragwerk-Ingenieure: M. Flach, R. Weisrock, S. A., Saulcy-sur-Meurthe Die Tribünen- und Dachkonstruktion für eine Sporthalle mit 3000 Sitzplätzen besteht aus symmetrisch einhüftigen Rahmen, die im Firstpunkt gelenkig miteinander verbunden sind. Die untere zweiteilige BSH-Riegel mit treppenförmigem Zwi-

schenholz übernimmt die Tribünenlast; der obere, einteilig ausgeführt, bildet den Dachträger. Sie sind untereinander mit einem Stabdübelkreis verbunden. Die einteiligen Druckstreben sind im unteren Bereich gegen Knicken verstärkt. Tribünenstufen aus vorgefertigten Stahlbetonteilen. Querstabilität durch Verbände aus Stahldiagonalen und Druckstreben zwischen den unteren Riegeln. Einfeldpfetten aus BSH tragen die Dachhaut aus Trapezblech. Aussteifung der Dachebene durch BSH-Diagonalen. Die Horizontalkräfte in Längsrichtung werden von Stahlrohrdiagonalen in die Gründung übertragen.

Biegesteife Rahmenecken mit einteiligem Vollquerschnitt

mit Keilzinkung

mit doppelter Keilzinkung

1 2 3 4 5 6 7

16/94–175 cm 2≈ 14/121 cm Druckstrebe BSH 16/73 cm Pfette BSH 8/35 cm Windverband BSH 11/22 cm BSH 16/25 cm Rundstahl Ø 27 mm

8 9 10 11 12 13

Stahlrohr Ø 140 mm Stahlschuh Stabdübel Ø 24 mm Schraubenbolzen M 24 Schraubenbolzen M 20 BSH 11/26

eingeschlitztes Stahlteil für Zugkräfte, Hartholzkeil für Druckkräfte

Fachwerkquerschnitte

gebogene Ecke mit aufgesetztem Zwickel

196

Eingelenkrahmen

Querzug bei gekrümmten Trägern im Firstbereich

Tragwerke

56 · Eissporthalle Verbier, CH; 1983 Architekt: A. Zufferey, Sierre, CH Tragwerk-Ingenieure: Natterer Bois-Consult, Etoy, CH Haupttragsystem der Überdachung aus statisch unbestimmten Fachwerkrahmen, für eine gleichmäßig verteilte Schneelast von ca. 8 kN/m2 bemessen. Die Konstruktion kann als Durchlaufrahmen zur Überdachung der angrenzenden Sportfelder

fortgesetzt werden. Rückverankerung der Rahmen mit Flachstählen. Die Hauptdruckstreben der Rahmen wurden auf 400 t Druck bemessen. Zuganschlüsse mit eingenagelten Flachblechen und Gelenkbolzen, Kraftübertragung beim Hauptdruckknoten mit einem verleimten Buchensperrholzblock über Kontakt. 10 m spannende Nebenträger als fachwerkartige Sprengwerke, die bei variabler Bauhöhe nach dem gleichen geometrischen Prinzip ausgebildet sind. º Schweizerische Holzzeitung 23/85; Schweizer Holzbau 9/85

Eingelenkrahmen

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

Decklamelle nicht aufgeleimt

Verformung Verstärkung durch Stegplatte

Querzugaufnahme immer durch eingeleimte Gewindestangen

Keilzinkenstoß mit vorgespanntem Gewindestab und Tellerfeder

Flachpressplatten, Baufurnierschichtholz oder Furnierschichtholz nagelpressgeleimt

1 2 3 4 5 6 7

5≈ 20/60 cm 3≈ 20/60 cm 2≈ 20/60 cm 3≈ 20/36 cm 20/40 cm 3≈ 20/62 cm 20/60 + 2≈ 20/27 cm

8 2≈ 12/26 + 12/16 cm 9 Sperrholzblock d = 27 cm 10 Sperrholzklotz 11 Blech, t = 8 mm 12 Stabdübel Ø 20 mm

Momente

Querkräfte

Normalkräfte

197

Zweigelenkrahmen

Tragwerke

Systemvarianten bei zunehmender Last

aus einteiligen Riegeln, 16/144 cm und aufgelösten Rahmenstielen. Der Mittelteil des zusammengesetzten Druckstabes 16/80 cm ist mit einem Versatz an den Riegel angeschlossen, der Zugstab 2x 10/28 mittels Dübeln, Ø 115 mm, im oberen Bereich des Riegels. In Hallenlängsrichtung Trapezblech über 5 m Rahmenabstand. Windlastableitung und Kippaussteifung über Trapezblech und Flachstahldiagonalen, die an angrenzende Massivbauten anschließen.

57 · Tennishalle Ulm, D; 1972 Architekt: Reuter, Ulm Tragwerk-Ingenieur: J. Natterer und K. März, München Mehrfachtennishalle mit einer Gesamtfläche von 70 x 31 m. Die Zweigelenkrahmen in Querrichtung der Halle bestehen

Fußpunkte für aufgelöste Rahmen

a

B 11.50

31.00

A

C 70.00

31.00

aa

a

3

a

4

a

eingelassenes Stahlblech Anschluss mit Stahldübeln

6

3

4

2

2 aa

5

4

A

B

1 2 b

b 3 4

bb

7

1

5

3 6 8

6 7 C

8

Riegel 16/144 cm Zugstab 2x 10/28 cm je 2 Dübel Ø 115 mm Bolzen Ø 16 mm, Langloch Druckstab 16/80 cm mit Laschen 10/28 cm Bolzen Ø 16 mm Stahlprofil fi 200 für Horizontalschub Bitumenfilz

mit Knagge und einbetonierter Lasche

mit Hartholzklotz und }-Profilen

a=5–8m h=

l l – 10 15

l = 15 – 50 m

198

mit eingelassenem Stahlblech für Lagesicherung und Sogbeanspruchung

Zweigelenkrahmen

Auflagerpunkte von aufgelösten Rahmenstielen

Tragwerke

Bei dem über die ganze Hallenbreite spannenden Holzfachwerkträger wurden Ober- und Untergurt als Zangen ausgebildet mit zwischenliegenden Diagonalstreben. Über vollflächige Füllungen aus Furniersperrholz konnten biegesteife Rahmenecken zu den beiden V-förmig ausgebildeten Stützen hergestellt werden. Zwischen den Rahmen liegen jeweils zwei weitere Fachwerkbinder, die ihre Lasten in einen Längsträger im Bereich des Firstes und der Traufe einleiten.

58 · Sporthalle Künzelsau, D; 1999 Architekten: G. D'Inka + Scheible, Fellbach; D Tragwerk-Ingenieur: E. Schwarz, Künzelsau; D Das Tragwerk des Sporthallendachs wurde als Zweigelenkrahmen ausgeführt.

Zweigelenkrahmen

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

mit einbetonierten Laschen, Zugstab angeschraubt

1

Verformung

2 auf Stahlprofil, Zugstab nachstellbar

2 2 6 3

4 5 1

2

1 2 3 4 5 6

7 5

7

Obergurt FSH 2≈ 75/200 mm FSH d = 75 mm Streben FSH 2≈ 75/200 mm Stützen dreiteilig FSH 75/240 - 180 - 240 mm Untergurt FSH 2≈ 75/200 mm Diagonalstreben FSH 75/160 - 180 mm Fachwerk-Längsträger

Momente

mit innenliegendem Stahlblech und Stabdübeln 4 3 Querkräfte

mit eingeschlitztem Stahlblech und Stabdübeln

Normalkräfte

199

Dreigelenkrahmen

Tragwerke

Dreigelenkrahmen

59 · Groblagerhalle Weihenstephan, D; 1988 Architekt: Landbauamt Weihenstephan; H. Geierstanger Tragwerk-Ingenieure: Lintl & Siebenson, München Eine Holzrahmenkonstruktion mit Zugband bildet das Haupttragsystem der Lagerhalle. Die Halle wird über ein Lichtband im First belichtet. Weit überstehende Dachränder geben Schutz zum Unterstellen von Erntewagen. Binder und

Stützen sind als Å-förmige Stegträger aus Holzwerkstoffplatten ausgeführt. Querstabilität durch den Rahmen mit eingespannten Stielen. Das infolge des abgehängten Laufstegs tiefliegende Zugband durchdringt die Hauptstützen und ist an der Auskragung verankert. Anschlüsse über Nagelplatten, die über Verstärkungen die Kräfte an eine Bolzen-Stahllaschenverbindung abgeben. Stahldiagonalen gewährleisten die Kippaussteifung der Binder und die seitliche Halterung des Stegs. }-förmige BSH-Pfetten unterstützen die Deckenverkleidung aus Holzwerkstoffplatten. Horizontallasten in Längsrichtung von Andreaskreuzen in der Fassadenebene abgetragen.

Biegesteife Rahmenecken

mit eingeschlitzten Knotenblechen Darstellung ohne Dachhaut 1 2 3

Rahmenträger 24/90 cm Stütze als Stegträger 32/42 cm Pfette BSH 14/24 + 8/12 cm

Brettschichtholz a = 5 – 10 m h1 =

l l – 20 40

h2 =

l l – 30 60

l = 10 – 50 m mit seitlich aufgenagelten Laschen Kasten- oder Stegquerschnitte

4 5 6 7 8 9

Zugband Zugstange Nagelplatte Stahllasche Bolzen Ø 16 mm Futterholz

Stegträger, verleimt, genagelt oder Pressnagelung Durchlaufrahmen

Sheddach

Satteldach

200

mehrteilig mit Bolzen und Einlass-, bzw. Einpressdübeln

Dreigelenkrahmen

Biegesteife Rahmenecken mit mehrteiligen Querschnitten

Tragwerke

60 · Wikingermuseum Haithabu

Dreigelenkrahmen mit Zugband

Schleswig, D; 1982–1983 Architekten: Zentrale Planungsstelle, Kiel Tragwerk-Ingenieur: H. Mohn, Kiel

mit kreisförmig angeordneten Stabdübeln

Dreigelenk-Rahmenbinder aus verleimten BSH 25/50 cm bzw. 25/55 cm, Achsabstand 1,20 m. Spannweiten 10,80 m bzw. 12,96 m, Firsthöhen 6,20 m bzw. 7,50 m. Herstellung mit keilverzinkter Rahmenecke und Mittelstück. Firstgelenkverbindung: HEB 200 mit beidseitiger Stahlverlaschung. Fußpunkt: Stahlschuh mit Mittelsteg, Verankerung im Fundament durch angeschweißten HEB 100. Der im First verlaufende BSH-Träger 25/70 cm ist nicht für die Aufnahme von Lasten vorgesehen. Aussteifung der Waben durch Stahlbeton-Giebelscheiben. Ausfachung zwischen der tragenden Holzkonstruktion aus vorgefertigten Holzelementen.

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

º Bauen mit Holz 10/84

mit Stabdübelkreis

1 DreigelenkRahmenbinder 2 Firstträger 3 StahlbetonGiebelscheiben 4 keilverzinkte Rahmenecke 5 HEB 200 6 Stahlschuh mit Mittelsteg 7 Stabdübel Ø 12 mm 8 Gewindestangen M 16 9 HEB 100 10 Stahllaschen beidseitig

Verformung

Momente

mit kreisförmig angeordneten Einlassdübeln

Querkräfte

mit Bolzenverbindung

Normalkräfte

201

Dreigelenkrahmen, Fachwerk

Tragwerke

Fachwerksysteme

61 · Reithalle München-Riem, D; 1974 Architekt: G. und I. Küttinger, München Tragwerk-Ingenieur: J. Natterer, München In Querrichtung Dreigelenk-Fachwerkrahmen. Die parallelen Ober- und Untergurte sind zweiteilig, die Diagonalen und Pfosren einteilig. Verbindung durch eingeschlitzte Stahlblechstreifen (System Borg). Zugstiel einteilig, Druckstiel zweiteilig.

In Längsrichtung spannen Pfetten über 7,0 m die jeweils durch Sprengwerk unterstützt werden. Die horizontale Lastabtragung aus Wind und Horizontalschub des Sprengwerkes erfolgt durch kesseldruckimprägnierte Rundhölzer an den Giebelseiten. Zur Knickaussteifung der Fachwerkrahmen sind zusätzlich Aussteifungsverbände in der Dachebene und aufgelöste Halbrahmen im Bereich der Zugstäbe des Fachwerkrahmens angeordnet. º Detail 2/1976, Bauen mit Holz 11/1976 S. 519

Fachwerkrahmen a = 7 – 10 m

7,00

1 2/3 6

4

l l – 8 18

36,40

h=

Anschluss außenliegende Strebe-Riegel

l = 15 – 50 m

7

zangenförmige Strebe a

75,28

3.00

7.60

5

a

27.90

12 9 11 15 12 1

2

16

eingeschlitztes Blech mit Kopfplatte, Stabdübelverbindung

10 15 8

14

1 2 3 4

13

Fachwerkbinder Pfetten 12/14 cm Abstützungen der Pfetten Druckstab zur Abstützung der Pfetten in y -Richtung

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

diagonale Abstützung von 4 Knickverband Flachstahl Abstrebungen Ø 14 – 21 cm Rundholz Fassadenpfosten Obergurt 2x 12/16 cm Untergurt 2x 16/18 cm Diagonalen 2x 12/16 cm Pfosten 2x 6/16 cm Druckstiel 2x 16/22 cm Zugstiel 2x 10/16 cm Dübel Ø 50 mm Sperrholzplatten aus Rundstahl mit Unterlagsplatte

gespreizter Riegel und innenliegende Zugstäbe

202

Dreigelenkrahmen, Fachwerk

Aufgelöste Rahmenstiele

Tragwerke

62 · Turnhalle Donauwörth, D; 1984/1985 Architekt: Wachter u. Meier, München Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München Die radial angelegten Dreigelenkrahmen der Turnhalle sind als Fachwerkträger ausgeführt. Das Firstgelenk befindet sich etwa im Drittelspunkt. Die kleinere Rahmenhälfte besitzt eine Systemhöhe von 2 m, wobei sich die Obergurte in der Dachebene befinden. Die größere besitzt

eine Höhe von 2,60 m und bildet mit dem Obergurt den Grat für die Belichtungssheds. Gurte, Pfosten und Diagonalen des Fachwerks aus 26 cm breiten BSH-Trägern, die in den Knoten mit zwei eingeschlitzten und verdübelten Blechen angeschlossen sind. Die Nebenträger verbinden die Fachwerkpfosten in Hallenlängsrichtung. Die Kopfbänder und Streben der Sheds vermindern ihre Spannweite und stabilisieren die Gurte der Hauptträger. In Richtung der Dachneigung verlaufende Sparren unterstützen die Dachschalung. Stabilisierung in Querrichtung über die Dreigelenkrahmen, in Längsrichtung über die Dachscheibe und über Vertikalverbände zwischen den Fassadenstützen.

Dreigelenkrahmen mit geneigten Riegeln

Av = Bv =

qv l 2

AH = BH =

1 q l2 8 (h + f)

einteilige Stütze mit Zugstäben aus Flachstahl Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

Verformung

mehrteilige Stütze mit Zugstäben aus Rundstahl

1 2 3 4

Hauptträger Nebenträger Stütze 40/28 cm 26/28 cm

5 6 7 8

26/26 cm 20/26 cm 16/26 cm Rundstahl 52 2≈ Ø 76 mm

Momente

Mc = –

qv l2 • h 8 (h + f)

dreiteilige Stütze, zangenförmige Strebe Querkräfte

zweiteiliger Riegel, dreiteilige Stütze, einteilige Strebe

Normalkräfte

203

Dreigelenkrahmen, radial

Tragwerke

Polygonale Stabführung

Biegesteife Kreuzungspunkte von Zweigelenkrahmen, Vollquerschnitte

63 · Kirche St. Ignatius München-Kleinhadern, D; 1974–1979 Architekten: J. Wiedemann, F. Christen, V. Westermayer, München Tragwerk-Ingenieur: Chr. Michael, München

Vollwand, einhüftig

Vollwand, symmetrisch

Radial angelegte Dreigelenkrahmen bilden freistehend die Dachkonstruktion eines zwölfeckigen Kirchenraumes mit 22 m Durchmesser. Die auf Biegung beanspruchten Rahmenstiele setzen sich aus doppelten Rundholzstützen mit 30 cm Durchmesser zusammen. Anschluss an die BSH-Zangenbinder über beidseitige Rundholzstreben, Queraussteifung der Stützen durch K-Verbände aus Rundhölzern. Firstanschluss über Stahlring aus IPE-Profilen und Stahlrohren. Die ringförmig verlegten Pfetten aus Vollholz tragen eine radiale Sparrenlage mit seitlich angeschlossenen Nebensparren. Die Deckenschalung ist abwechselnd geschlossen und schallabsorbierend mit offener Fuge verlegt. Gesamtstabilisierung durch räumliche Rahmenwirkung.

Stern aus stehenden Blechlaschen an Rohr in Trägerschlitzen verdübelt

º Detail 1/83; Küttinger, Holzbau-Konstruktionen, München 1984

Übertragung: Zugkraft mit eingedübelten Blechlaschen Druckkraft durch Betonfüllung Querkraft durch Dollen

Fachwerk, symmetrisch

1 2 Radiale Anordnung 3 4

Doppelstütze je Ø 30 cm Zangenbinder BSH 2≈ 10/30 cm Pfette 25/35 cm Mittelsparren

5 6 7 8 9

Seitensparren Rundstahl Ø 100 mm IPE 500 Stahlrohr 220/120/10 mm Flachstahl 370/60/8 mm

Detail wie oben, Druckkraftübertragung durch Furnierschichtkern

mit oben liegendem Zugband

mit Mittelstütze

204

Stahlteil und eingeleimte Gewindestangen

Dreigelenkrahmen, radial

Gelenkige Kreuzungspunkte von Dreigelenksrahmen

Tragwerke

Dreigelenkrahmen als Polygonstabzug

64 · Kohlenmischhalle Rekingen, CH; 1980 Tragwerk-Ingenieur: G. Kämpf, Ruperswil

Hartholzkern mit eingeleimten Gewindestangen

Industriehalle mit einem Außendurchmesser von 68 m und einer Gesamthöhe von 23 m. Die Grate der um 12° geneigten Dachfacetten werden von Dreigelenkbindern gebildet. Å-Träger aus BSH, die im First an eine mit Beton vergossene Knotenplatte angeschlossen sind und sich auf einem mehrteiligen BSH-Ringträger abstützen. Die Gratträger der 45° geneigten Dachfläche wirken als einhufige Rahmen. Als Å-Träger aus BSH ausgeführt, stützen sie sich gegen den Ringträger ab. Zwischenträger aus BSH wirken als Einfeldträger, die auf Pendelstützen und dem Ringträger aufliegen. Vollholzpfetten als durchlaufende Zweifeldträger (im flachen Bereich als Einfeldträger) tragen die Faserzementverkleidung. Jedes zweite Feld ist durch Diagonalverbände als Scheibe ausgebildet zur Aussteifung der Hauptträger und zur Stabilisierung für einseitige Lasten.

1 2 3

Gratträger 22/120–160 Ringträger BSH 24/55 + 24/20 Firstträger 22/120

4 5

Zwischenträger 22/100 Aussteifung 16/16

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

º Holzbau 6/80; Informationsdienst Holz 1/88

Verformung

eingeschlitzte }-Profile und Hartholzkern

Momente

6 7 Stahlring mit Stegen und Auflagerplatte

8

Hohlraum ausbetoniert Knotenplatte Stahl d = 180 mm Schubnute für Hartholz

9

Stahlplatte 30/200/20 mm 10 Gurt 8/15 cm 11 Sparrenpfetten 20/10 cm 12 Verstärkung für Rahmenecke Querkräfte

Stahlring mit Steigen und angeschraubten U-Profilen

Normalkräfte

205

Dreigelenkrahmen, radial

Tragwerke

Vollwandsysteme

Rahmenauflager

65 · Eissporthalle Davos, CH; 1979 Architekten: Krähenbühl, Davos Tragwerk-Ingenieur: W. Bieler, Chur Räumliches Dreigelenkbogensystem über Eissporthalle mit 7500 Plätzen. Über 76,6 m diagonal gespannte Kehlbinder aus BSH-Zwillingsträgern und Fassadenbinder bilden mit dem Firstkreuz das Haupttragsystem. Fächerförmig auseinanderlaufende Bögen durch das Firstkreuz zusammengeschlossen. Aussteifung gegen Kippen durch Querschotten aus BSH. Sparrenpfetten aus Vollholz. Diagonalschalung aus 40 mm Bohlen zur Aufnahme der Wind- und Knickkräfte und zum Tragen der Dachhaut. Montageablauf: Aufstellen der sich kreuzenden Kehlbinder und der Fassadenbinder, Verbindung durch Kreuzfirst.

mit einbetonierten Stahllaschen

º Lignum Sonderdruck; Ch. v. Büren, Form und Funktion Basel, Boston, Stuttgart 1985

mit stirnseitigen Ringdübeln radial-symmetrische Anordnung

1 2 3

4

Kehlbinder 2≈ 20/195 cm Firstbinder 20/191 cm Zwischenbinder 2≈ 14/135 bis 2≈ 16/168 cm Sparrenpfetten

5 6 7 8

Stahlplatte 30–40 mm Bolzen Ø 60 mm Bolzen Ø 20 mm Stabdübel Ø 20 mm

mit eingeschlitztem Stahlschuh symmetrische Anordnung

Addition radial angeordneter Rahmen

206

mit Betonwiderlager und Winkeln

Rahmenfachwerk

Rahmenauflager

Tragwerke

Durchlaufrahmen

66 · Schwerlastbrücke Ravine, CH; 1989 Tragwerk-Ingenieure: P. Buchs & J.- L. Plumey, Porrentruy Natterer Bois - Consult, Etoy

Betonwiderlager mit Stahllaschen

Gefordert wurde eine Befahrbarkeit für landwirtschaftliche Geräte und Holztransporter. Verkehrslast - Annahmen: verteilte Belastung 2,5 kN/m2; Lastpaar von 2x 60 kN oder eine Lastgruppe von 6x 60 kN. (Vergleichbar etwa SLW 30 DIN 1072). Schneelast: 1,04 kN/m2 Dachbreite 8 m, sowie Brems- und Anfahrkräfte. Ziel war die geringe Zahl von Tragwerk-Knoten und damit ein geringerer Verbindungsmittelaufwand. Daraus abgeleitet wurde das Rahmenfachwerk als Haupttragsystem. Die Ableitung der Horizontalkräfte erfolgt über biegesteife Rahmen in den Knotenpunken des Haupttragsystem-Obergurtes.

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Pfettensparren NH 10/16 cm Dachriegel Schichtholz 30/36 cm Querrahmen NH 14/14 cm diagonal verschalt Rahmenelemente BSH 2x 12/43 cm Zugdiagonalen BSH 2x 12/36 cm Untergurt BSH 2x 12/50 cm Bohlen d = 33 mm Querträger Schichtholz 18/18 cm mit Flachstahlunterspannung Längstrager BSH 18/40 cm

Verformung

mit eingeschlitztem Stahlblech

Momente

mit fi-Profil

Querkräfte

Å-Profil für Kastenquerschnitt

Normalkräfte

207

Zweigelenkbögen

Tragwerke

System-Varianten

67 · Brücke über die Emme Signau, CH; 1988 Architekten: Kant. Baudirektion, Burgdorf Tragwerk-Ingenieur: H. Vogel, Bern

Doppel-}-, Kasten- und Vollwandquerschnitte aus verleimten Holz a = 5 – 10 m h=

l l – 35 50

l = 30 – 100 m h=

l l – 6 10

Überdachte Holzbrücke mit zwei vollbelastbaren Fahrspuren. Zwei BSH-Zwillingsbögen mit 43,40 m Spannweite stützen sich gegen die Betonwiderlager ab. Fahrbahn alle 5 m über Zugstangen aus Rundstahl und BSH-Querträgern abgehängt. Fahrbahnplatte aus 22 cm hohen, stehend verleimten und quervorgespannten Holzlamellen; Einleitung der

Vorspannkräfte über Randträger aus Buchen-BSH. Darauf Dichtungsfolie und ein fugenloser 60 mm dicker Belag. Aufnahme der Windkräfte durch die Fahrbahnplatte und den oberen Aussteifungsverband, der zudem als Knickaussteifung für die Hauptbögen wirkt. Die Portalrahmen aus BSH mit eingeleimten Ecken aus Furniersperrholz leiten die Kräfte aus dem oberen Verband in die Auflager. Dachkonstruktion aus Kantholzbindern. Auf dem Foto im Hintergrund: alte Holzbrücke mit Auflager in Flussmitte.

Auflagerpunkte für Bögen

º Schweizerische Holzzeitung 34/88; Schweizer Holzbau 11/88 Stegträger mit Auflagerverstärkung und einbetonierten seitlichen Laschen

Kreisbogenausschnitt

asymmetrischer Bogen

auf A-Bock abgestützt Ringträger mit Auflagerverstärkung und einbetonierten seitlichen Laschen

auf mit Kreisringen ausgefachte A-Böcke abgestützt

Einspannung in Bogenmitte mit Hebelarm

Brettschichträger auf Elastomerlager

mit aufgelöstem Querschnitt und Zugband

Bogenträger für Brücken

Fahrbahn unten

1 2 3

4 5 Fahrbahn oben

208

Betonauflager Zwillingsbogen BSH 22/190 cm Zugstange Rundstahl Ø = 90 mm Querträger BSH 2 ≈ 28/120 cm Pfosten BSH 40/20 cm

6 Fußpfette BSH 18/35 cm 7 First 18/28 cm 8 Sparren 10/18 cm 9 Windverband BSH 35/20 cm 10 IPB 260 11 Neoprenauflager

mit Nagelblech und Gelenkwelle

Zweigelenkbögen

Auflagerpunkte für Bögen

Tragwerke

68 · Tennishalle Bezau, Vorarlberg, A; 1989 Architekt: L. Kaufmann, Dornbirn, A Tragwerk-Ingenieur: Holzbauwerk Kaufmann, Bezau, A Das Flachdach einer doppelten Tennishalle ist mit V-Streben auf den bogenförmigen Hauptbindern aufgeständert. Drei Zweigelenkbögen überspannen jeweils ein Spielfeld in Längsrichtung und stützen sich 2,5 m über dem Boden gegen die Stahlbetonwiderlager ab. Zwischen den beiden

Feldern tragen zwei gegeneinander geneigte Fachwerkträger einen Laufsteg und das darüberliegende Dach mit zentralem Lichtband. Gurte und Pfosten sind in BSH, die steigenden Diagonalen bestehen aus Spannstählen. Zwischenauflager von einer doppelten V-Stütze gebildet. Die senkrecht zu den Bindern angelegten Durchlaufpfetten sind alle 4,5 m von räumlich gespreizten Holzstreben unterstützt. Querhölzer verbinden die Pfetten paarweise am Auflager, um die Horizontalkomponente der geneigten Streben aufzunehmen, Stabilisierung der Halle in Längsrichtung über die Windverbände, die zwischen den Bogenbindern angelegt sind.

Zweigelenkbogen

Belastung: vertikale Gleichlast mit Kopfplatte und Gelenkwelle

1 2 3

Hauptbinder BSH 22/108 cm V-Strebe BSH 14/14 cm Pfette BSH 14/25 cm

4 5 6

Riegel BSH 14/14 cm Windverband Obergurt, Untergurt, Laufsteg

Av = Bv=

q•l 2

AH = BH =

q • l2 8f

Verformung

mit Kopfplatte und Queraussteifung

Momente

mit Kopfplatte und Nocken seitliche Lagesicherung durch einbetonierte Laschen

Querkräfte

Stahlteil für Zwillingsträger, bei großen Lasten

Normalkräfte

209

Zweigelenkbögen, Fachwerk

Tragwerke

Fachwerksysteme

Biegesteife Montagestöße

69 · Stadthalle Gersfeld, D; 1987–1988 Architekten: Architektengemeinschaft F. Füller Tragwerk-Ingenieur: R. Schnabel

Fachwerk mit Brettschichtholz a = 5 – 10 m l l – 20 40

h=

l = 50 – 120 m f=

l l – 5 8

Die denkmalgeschützte Halle wurde im Jahre 1907 als Reithalle gebaut. Sie war als genagelte Brettschichtkonstruktion ausgeführt. Wiederaufbau detailgetreu unter Beachtung der aktuellen Vorschriften und unter Verwendung von verleimtem BSH. Die als Zweigelenkbögen wirkenden Fachwerkträger sind in Auflagerhöhe durch einen Stahlzugstab verspannt, um den Horizontalschub auszugleichen. In Hallenlängsrichtung verlaufende Nebenträger mit Kopfbändern stabilisieren die Bögen gegen Ausknicken. Sie sind mit Zangenpfosten aufgeständert, um die geknickte Dachform zu bilden. Darüber trägt die Sparrenlage eine Holzschalung zum Aussteifen der Dachebene. Die Horizontallasten werden vom Mauerwerk in die Fundamente geleitet.

Ausklinkung und eingeleimte Gewindestangen

Sichelträger mit Kreisringen Überblattung und seitliche Laschen

mit Druckdiagonalen 1 2 3 4

Obergurt BSH 16/15 cm Untergurt BSH 16/15 cm Diagonale 5/10 cm Nebenträger BSH 18/24 cm

5 6 7 8

Zangenpfosten NH 2≈ 16/18 cm Kopfband NH 16/18 cm Sparren 18/18 cm Sparren 8/18 cm

eingeschlitztes Blech und Stabverdübelung

mit Zugdiagonalen

mit Druck- und Zugdiagonalen

210

Nagelbleche mit Laschen aus U-Profilen und Bolzen

Zweigelenkbögen, Fachwerk

Anschluss Pfette an Å-Träger auch für Bögen geeignet

Tragwerke

70 · Olympiahalle Hamar, N; 1992 Architekten und Tragwerk-Ingenieure: N. Torp, Biong & Biong, Oslo; N º Detail 3/1994

bei geringer Dachneigung Verbindung mit Sparrenpfettenanker

Das statische System der 260 m langen und 22.000 m2 großen Halle bestimmen Zweigelenkrahmen mit biegesteifen Stößen am First, die gelenkig auf Stahlbetonwiderlagern ruhen. Alle 12 m überspannen einzelne, 4 m hohe Fachwerkbögen unterschiedlicher Länge die Halle mit einer größten Spannweite von 96 m. Sie erreichen eine Scheitelhöhe von maximal 35 m. Die darüber liegenden Leimholzpfetten tragen die Dachhaut aus gewellten selbsttragenden Stahlblechen mit aufgelegter Dämmung und einer doppellagigen Dachpappeneindeckung. Zusammen mit den Pfetten und dem großen Längsträger wirkt die Schalenform aussteifend. Das tragende System ist für eine Schneelast von 2,5 kN/m2 dimensioniert.

Zweigelenkbogen

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

Verformung

Winkel mit Verstärkungsrippe

Momente

mit Dreieckschuhen und Zuglasche

Querkräfte

mit Knagge und Zuglasche

Normalkräfte

211

Dreigelenkbögen

Tragwerke

System-Varianten

Firstgelenke

71 · Schulaula Wohlen/Aargau, CH; 1987 Architekten: Burkhard, Meyer, Steiger, Baden, CH Tragwerk-Ingenieur: S. Calatrava, Zürich

a=4–6m l l – 30 50

h=

l = 30 – 100 m f=

l l – 5 7

Ein sphärisch gekrümmtes Falttragwerk überspannt die 15,65 m ≈ 20,04 m große Mehrzweckhalle. Jedes der 10 Kastenelemente wurde im Werk vorgefertigt und besteht aus einem }-förmigen BSH-Untergurt, einem aus Montagegründen zweiteilig ausgeführten Obergurt mit ∑-Querschnitt und den Faltscheiben, die in Druckstreben aufgelöst sind. Stäbe mit Schlüsselschrauben und Dübeln unsichtbar mit den Gurten verbunden. Mit zunehmender Länge Querschnitte in der Längsachse zusätzlich im Auflagerbereich mit Gewindestangen ausgesteift. In der Obergurtebene bilden BSHLängsträger, Konterlattung und Dachschalung der Unterbau für die isolierte belüftete Dachhaut. Stabilisierung der Druckbögen durch die Streben des Faltwerks und die Scheibenwirkung der Dachschalung.

Querkraftübertragung durch Hartholzdübel, Lagesicherung durch oben und unten angebrachte Laschen

º Schweizer Holzzeitung 47/88; Bauen mit Holz 11/88

Grundform Stützlinie für Gleichlast Parabel 2. Ordnung

eingeschlitztes }-Profil mit Stegen und Gelenkbolzen

Hyperbelbogen mit Anbau

1

Elliptischer Dreigelenkbogen

2 3

Längsträger Querbogen zweiteilig

4 5

Verstrebungen Scheitelgelenk

6 7 8

Stahlblech Gelenkbolzen Betonsockel

eingedübelte Stahllasche mit Kopfplatte, Stegen und Gelenkbolzen

asymmetrische Anordnung bei unterschiedlichen Auflagerhöhen

Durchlaufsysteme von Bögen

212

seitliche Laschen mit Gelenkbolzen

Dreigelenkbögen

Firstgelenke

Tragwerke

72 · Eislaufhalle Istres, F; 1981 Architekten: Jaussaud & Vallières, Istre Tragwerk-Ingenieur: R. Weisrock, S. A., Saulcy-sur-Meurthe Zwei gegeneinander gespreizte Dreigelenkbögen aus doppelten 1,6 m hohen BSH-Querschnitten spannen sich diagonal mit einer Spannweite von 59,2 m über

eine Eishalle. BSH-Querträger zwischen den Bögen bilden mit einer Holzschalung die Knickaussteifung. Einfeld-Nebenträger sind im Abstand von 4,10 m auf den Bögen aufgeständert und erzeugen ein Lichtband in Höhe der Balken. Sie liegen im Fassadenbereich auf Betonscheiben auf. Stabilisierung der Nebenträger über Diagonalen aus BSH und Stahlrohr. Pfetten aus Vollholz tragen die Dachschalung. Gesamtstabilisierung in Längsrichtung durch die Hauptbögen, in Querrichtung durch die Betonrandstützen.

Dreigelenkbogen

Belastung: vertikale Gleichlast eingedübelte Stahllasche mit Kopfplatte, verstärktem Steg und Gelenkbolzen

Verformung

Kopfplatte mit Nocken und seitlichen Sicherungslaschen

Momente

1 2

Doppelträger BSH 11/160 cm Querträger BSH 11/50 cm

3

4

Nebenträger BSH 16/126–160 cm Betonscheibe

5 6 7 8

Bolzen Ø 20 mm Bolzen Ø 26 mm Stahlschuh Stahlplatte

t = 4 mm 9 ‰-Profil 200 mm 10 Distanzholz BSH 16/20 cm

verstärkte Kopfplatte mit Nocken und seitlichen Sicherungslaschen

Querkräfte

Ausführung mit Zwillingsträger für hohen Lasten

Normalkräfte

213

Dreigelenkbögen

Tragwerke

Varianten in der Grundrissanordnung

73 · Pavillon Stia/Arezzo, I; 1984 Architekt: Lucernario Tragwerk-Ingenieure: Studio Technico Cenci Otsuka Der Pavillon eines Thermalkomplexes ist mit zwei symmetrischen Rippenschalen überdacht, die in 3 Punkten gelenkig gela-

gert sind. Jedes Kugelsegment wird von Dreigelenkkreisbögen aus BSH eingefasst. Firstgelenke durch gekrümmte Nebenträger verbunden. Die kreisbogenförmigen BSH-Pfetten laufen parallel und tragen eine Holzschalung. Beide Schalensegmente durch BSH-Kreisbögen und einen Windverband unverschieblich miteinander verbunden. Gesamtstabilisierung durch Dreieckfacetten, die sich bei der Verbindung der Randträger ergeben. Die Schalung und die Pfetten steifen das Haupttragsystem aus.

Kipphalterung für Hauptträger

zangenförmiges Kopfband und Pfosten

1 2 3

Randträger BSH 20/75–95 cm Pfette BSH 20/81 cm Anschluss Pfetten an Firstgelenk

4 5 6 7 8

Konterlatte Fußgelenk Stahl t = 8 mm Stahlschuh Schraubenbolzen Ø 24 mm Betonsockel

Primärtragsystem längs, Sekundärtragsystem quer

Steglatte zwischen Koppelpfetten

gekreuzte Anordnung

kombinierte Anordnung

214

Kopfband zwischen Koppelpfetten

Dreigelenkbögen, räumlich

Kipphalterung für Hauptträger

Tragwerke

74 · Kunsteisbahn Schaffhausen, CH; 1987 Architekten: Städt. Hochbauamt Schaffhausen Tragwerk-Ingenieure: Plüss & Mayer, Luzern Haupttragsystem aus sechs sich paarweise kreuzenden BSH-Bindern in Form von asymmetrischen Dreigelenkbögen mit ebenfalls gekreuzten Stahlzugstäben und je zwei Randträgern. Die Zugstäbe verlaufen horizontal vom höheren Auflager zum gegenüberliegenden Bogen. Doppelte,

leicht gekrümmte Träger nehmen die Druck- und Zugkräfte in Hallenlängsrichtung auf und halten gleichzeitig die Randträger. Sie sind mit halben Einpressdübeln an die Firstgelenke der Bogenbinder angeschlossen. Die Binder steifen sich durch die räumliche Anordnung gegenseitig aus. Sicherung gegen Kippen durch Streben und Diagonalen aus Stahl. Eine Membrane bildet die Dachhaut. Sie liegt auf Stahlrohren auf, die auf den Bindern befestigt sind und ist durch Abspannungen mit den Auflagern verbunden. So werden die Windsogkräfte direkt von der Membrane in die Auflager eingeleitet. º Schweizer Holzbau 11/87

Dreigelenkbogen

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

Kopfband aus Rundstahl mit Gewinde und Ankerplatte

Verformung

Momente

keilgezinkter Holzrahmen 1 2 3 4

5 6

Rangträger BSH-Bogen 20/133,3 cm Firstträger t = 15 mm Knotenkernstücke aus U-Profilen Membrane Zugstab

2 ≈ Ø = 32 mm Stahlrohr Ø = 220 mm 8 Stahlseil Ø = 15 mm 9 Einpressdübel 117 mm 10 BS M 20 11 Gelenkbolzen M 35 7

Querkräfte

Kopfbänder mit Knagge angeschlossen

Normalkräfte

215

Dreigelenkbögen, radial

Tragwerke

Varianten in der Anordnung

Querkraftanschlüsse von Nebenträger an Hauptträger

75 · Lagerhalle Walsum, D; 1987 Tragwerk-Ingenieur: Bauabteilung Brüninghoff, Heiden Kuppel für eine Lagerhalle mit Einzellast durch Förderband im Firstpunkt. 8 Dreigelenkbögen mit einer Spannweite von 94,60 m. 20 cm breite Bögen aus BSH mit veränderlicher Höhe von 140 bis 226 cm mit einem Baustellenstoß ausgeführt. Firstring auf der Baustelle montiert, die Kontaktstöße mit Epoxidharz ausgegossen, Knickaussteifung durch einseitige Kopfbänder, Einfeldpfetten aus BSH mit einer maximalen Spannweite von 18,40 m. Zwischenabstützung in Feldmitte zur Aufnahme der Lasten in Dachebene, Weiterleitung zum Auflager im Randbereich durch Diagonalen. Aussteifungsverbände aus Vollholz in vier Feldern und im Firstbereich. Gesamtstabilität durch die räumliche Anordnung der Bögen sowie die Dachverbände. Aluminiumbleche aus Dacheindeckung.

mit Einlassdübeln, eingeleimten Gewindestangen und Zuglasche

º Informationsdienst Holz: Wirtschaftsbauten aus Holz Primärtragsystem dreieckförmig

Primärsystem diagonal

durchgenageltes U-Blech an Stahlplatte geschraubt

ohne Abstützung am Randauflager

mit Abstützung am Randauflager

216

1 Hauptbinder BSH 20/140 –226 cm

2

Pfetten BSH 8–16/16–70 cm

3

Stahlfirstring Ø 1,6 m

4

Kopfband 8/16 cm

∑-Winkel mit Steg, genagelte Zuglasche

Dreigelenkbögen, radial, räumlich

Firstpunkte bei gekreuzter Anordnung

Tragwerke

76 · Sporthalle – Izumo Dome

Unterspannter Dreigelenkbogen

Izumo, J; 1992 Architekten: Kajima Design, Tokyo; J Shigeru Ban, Arata Yoshida Tragwerk-Ingenieure: Kajima Design + Masao Saito, Tokyo; J

zentrales Stahlteil mit Nocke und stirnseitig eingeschlitzte Bleche

Die Kuppel überspannt eine Fläche mit dem Durchmesser von 140 m und einer Höhe von 49 m. 36 Binder im Abstand von jeweils 10 und einem Kuppelradius von 84 m lagern um einen Druckring im Scheitelpunkt. Jeder Binder besteht aus einer Zangenkonstruktion, wobei die einzelnen Zangen aus vier geraden und drei geknickten Teilstücken zusammengesetzt sind. Die Binder werden untereinander durch v-förmige Druckstäbe und entsprechende Seilverspannungen miteinander verbunden. Vier innenliegende Zugseilringe stabilisieren die Kuppelstruktur gegen das Ausbeulen unter asymmetrischen Lasten. Die Holzbinder lagern auf jeweils 4 m hohen Stahlbetonstüzen. In der Auflagerebene befindet sich ein Zugstahlring zur Aufnahme der Schubkräfte aus der Kuppelkonstruktion, um die Stützen nur Vertikalkräften auszusetzen.

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

Verformung

Anschluss Druckring zentrales Stahlteil mit Verstärkungsrippen, angeschweißten Stegen und Gelenkbolzen. Lasteintragung ins Holz über Kopfplatte

Momente

1

2

3 Querkräfte

2

4 3

zentrales Stahlteil mit Verstärkungsrippen, Lasteinleitung über Nocken auf Kopfplatte

1 2 3 4

Binder BSH 2≈ 273/914 mm Druckstab Stahlrohr Ø 140 mm Zugdiagonale Rundstahl Ø 36 mm Zugring Stahlseil 2≈ Ø 70 mm

Anschluss Druckring während der Montage

Normalkräfte

217

Hängewerke

Tragwerke

Vollquerschnitte

77 · Schule Hooke Park Forest, GB; 1985 Architekten: P. Ahrends, R. Burton, P. Koralek, London Beratung: Frei Otto, Stuttgart Tragwerk-Ingenieur: E. Happold, Berlin Das Holzbau-Schulungszentrum besteht aus mehreren, verschieden geformten Einzelbauten in Rundholzkonstruktion. Um die besonders hohe Zugfestigkeit von Rundhölzern auszunutzen, wurden die schlanken Hölzer als Hängezugband verwendet. Anschluss über Stahlbolzen mit Gewinde, die im Hirnholz mit Epoxidharz und beigefügter Zellulosefaser verpresst werden.

Stammenden mit einem Faserband gegen Splittern umwickelt. Das erste Gebäude wurde mit Hilfe von vier untereinander verspannten A-Rahmen errichtet. Das an der Spitze befestigte Firstkabel nimmt die angehängten Sparren auf. Nach außen geneigte Fassadenrahmen bilden mit den Traufhölzern das Randauflager, das an jeder Stütze durch einen Druckstab mit der gegenüberliegenden Fassade verbunden ist. Horizontal verlegte Bretter tragen eine gedämmte, dehnbare Dachdichtung. Die Horizontallasten werden vom räumlichen Firstrahmen und den Verbänden in den Fassaden aufgenommen.

º Detail 6/87; Non-conventional structures, London 1987

Gelenkige Verankerung von Zugrippen an Hauptträger

mit eingeleimten Ringschrauben

Grundform: Kettenlinie für Eigengewicht

mit eingeschlitztem }-Profil und Ringschraube Aufhängung an Auflagerkonsole

1

2 Aufhängung an eingespannter Stütze

Aufhängung an A-Bock

218

3

A-Rahmen Stütze Ø 20 –40 cm geneigte Strebe Ø 20 –25 cm Sparren Ø 15 –20 cm

4 5 6

Drahtseil Ø 25 mm Gewindestange Ø 25 mm Expoxidharz, mit Zellulosefasern verstärkt

mit eingeschlitzten Blechen und Gelenkbolzen

mit Vergussdübel

Hängewerke

Auflager für Hängebögen

Tragwerke

Gelenkig gelagerter Hängebogen

78 · Kirche Rouen, F; 1979 Architekt: L. Arretche, Paris Tragwerk-Ingenieur: U.B.E., Dreux Massive Betonfassadenstützen und eine Fachwerkkonstruktion aus Stahl bilden das Haupttragsystem dieser Kirche. Zwischen den Randträgern aus Rohrprofilen spannen sich die Hängerippen aus BSH und formen hyperbolisch-parabolische Dachschalen. Eine senkrecht zu den Rippen verlegte Bohlenlage stellt die Rippen aus und ist als Decke sichtbar. Die Randkräfte werden von Stahlträgern in den Unterbau geleitet.

mit eingeschlitztem Blech und Gelenkbolzen

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

º Informationsdienst Holz: Holzbauten in Frankreich

Av = Bv =

q•l 2

AH = BH =

q • l2 8•f

Verformung

1 mit unten eingeschlitztem Blech und Auflager-Blech, Gelenkbolzen

Stahlschuh t = 6 mm

2 3

BSH 14/60 cm Stahlträger

4

Stahlrohr Ø 320 mm

5

Stahlbetonstütze

Momente

exzentrisches Querkraftgelenk mit Bolzen

Querkräfte

zweiteiliger Querschnitt mit innenliegendem Gelenkbolzenschluss

Normalkräfte

219

Hängewerke

Tragwerke

Aufgelöste Querschnitte

79 · Sportpalast Dijon, F; 1976 Architekt: J. F. Devaliere, Dijon

Stegträger

Tragwerk-Ingenieur: R. Weisrock S. A., Saulcy-sur-Meurthe Die 72,5 ≈ 70,6 m große Sporthalle mit 4000 Zuschauerplätzen wird von einem Hängedach mit BSH-Trägern überspannt. Die auf Biegung und Zug beanspruchten 16/150 cm Balken sind im Abstand von 6,75 m gelenkig an Betonpfeilern verankert. Aus Transportgründen wurden die

Träger in Feldmitte gestoßen. Verbindung an die außenliegenden Stahllaschen über Einlassdübel aus einer Aluminiumlegierung. Um die Nachgiebigkeit der Verbindung zu vermindern, wurden die Bohrlöcher nachträglich ausgespritzt. Kippaussteifung durch beidseitig liegende Holzstreben. BSH-Pfetten im Abstand von 2,53 m tragen die Trapezbleche mit Wärmedämmung und Pappdichtung. Eine Dachheizung soll Schneeanhäufungen verhindern. Die Windverbände aus Holzdiagonalen breiten sich nach dem Gesetz der konstanten Kraft zum Auflager hin aus.

Zugstöße biegesteif

º Le Moniteur 4/78; Bauen mit Holz 1/83

Kreisringträger mit Keilzinken

Fachwerkträger mit Druckdiagonalen

Fachwerkträger mit gekreuzten Diagonalen

mit Schäftung Fachwerkträger mit rautenförmiger Ausfacnung

Anordnungsmöglichkeiten für Hängeträger

1

Hauptträger BSH 16/150 cm

2 3

Pfette BSH 11/33 cm Strebe 5/15 cm Biegestoß verdübelt oder verschraubt

doppelter Träger, versetzt gestoßen mit verdübeltem Mittelholz

220

Hängewerke

Zugstöße

Tragwerke

80 · Werkhof Hohenems, D; 1999 Architekt: Reinhard Drexel, Hohenems; D Tragwerk-Ingenieure: Merz, Kaufmann und Partner, Dornbirn; A Ingenieurbüro Moosbrugger, Dornbirn; A Die Hängedachkonstruktion des Werkhofs ist über einen gelenkig gelagerten horizontalen Fachwerkträger mit dem anschließenden Massivbau verbunden. Das gegenüberliegende Auflager besteht

aus einem Stahlbock. Die geschwungene Dachfläche setzt sich aus einzelnen 18 ≈ 1,80 m großen Holzpaneelen zusammen. Als tragende Schicht dient eine 39 mm starke Furnierschichtstoffplatte, die in Längsrichtung auf Zug belastet wird. Um den starken Windsogkräften entgegenzuwirken sind die Paneele mit einer Splittschüttung gefüllt. Damit sich die für den Kraftverlauf ideale Krümmung einer Seillinie einstellen konnte, wurden die Deckschalen aus OSB-Platten im Werk nur locker verschraubt und erst in eingebautem Zustand schubfest vernagelt, um die notwendige Biegesteifigkeit zu erreichen. º Detail 5/2001

Hängebogen mit asymmetrischer Lastannahme

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

Rechteckquerschnitt mit aufgenagelten Laschen aus Stahl Sperrholz, FSH

Verformung

10

11

a

eingeschlitztes Stahlblech, verdübelt 12

12

11

a

7

8

9

13

2 1

oben und unten aufgenagelte Stahllaschen mit Querzugsicherung und Querkraftübertragung durch Hartholzdübel

3 4

6

Momente

7

5

11

12 Querkräfte

aa 1 2 3 4 5 6 7 Zwillingsträger mit innenliegenden Nagelblechen und Gelenkbolzen und verdübelter Stahlplatte und Gelenkbolzen

IPE 200 Stahlblech Rillennägel 4/40 mm Passbolzen Ø 12 mm Elementstoß Gewindestahl Ø 36 mm Fachwerkträger Untergurt Ø 102/12,5 mm

8 9 10 11

12 13

Zugstab Ø 30 mm Stütze Ø 177,8/16 mm Oberlicht Bitumenbahn zweilagig beschiefert Holzpaneel 1,8/18 m Zugstab Ø 16 mm Normalkräfte

221

Scheiben und Platten

Tragwerke

Wandscheibe in Blockbauweise

Eckvarianten von Blockverbindungen

81 · Restaurant Chaux, CH; 2002 Architekt: Germain Peiry, Renens Tragwerk-Ingenieur: Moix ingénieur conseil Sàrl, Monthey beratend: Natterer Bois-Consult, Etoy Das Restaurant wurde in einer schneereichen Umgebung im Wallis errichtet, so dass Schneelasten von 1000 kg/m2 vom Tragwerk bewältigt werden müssen. Zum Einsatz kam ausschließlich vor Ort geschlagenes Holz, das in traditioneller, handwerklicher Blockbauweise verarbeitet wurde. Um zu hohe Querpressungen der Durchlaufträger zu vermeiden, werden die Lasten aus den oberen Stützen über einen in der Höhe justierbaren Gewindestab mit beidseitigen Stahldruckplatten übertragen.

14.00

q

1 3

q 4 1 2 3 mit Auflast, geblockt

4 5 6

q

ohne Auflast,mit Zugverankerung, geblockt

222

Durchlaufträger Rundholz Stütze Rundholz obere Druckplatte Stahl Gewindestab untere Druckplatte Stahl Ausnehmung für Druckplatte

5 6

2

Scheiben und Platten

Varianten horizontaler Blockwände genagelt, gedübelt, geschraubt

Tragwerke

82 · Ferienhaus Chino, J; 1983 Architekt: Masamitsu Nagashina, Tokio

º Jutaku Kenchiku 7/1983

Das Ferienhaus ist aus stehenden Rundhölzern errichtet, die mit Fremdfedern in Nuten miteinander verbunden sind. In den Bereichen ohne weitere Innenverkleidung sind die Hölzer zweiseitig sägegestreift. Die übrigen Wände bestehen aus dreiseitig sägegestreiften Rundhölzern die innen mit Sperrholzplatten beplankt sind und die Aussteifung übernehmen.

Wandscheibe in Stabbauweise

Wand aus profilierten Stäben mit Entlastungsnut

Wand aus sägegestreiften Stäben mit Entlastungsnut

q

q

Wand aus Kanthölzern mit Entlastungsnut

mit Auflast, genagelt, gedübelt, geschraubt

Wand aus Kanthölzern mit Nut und Feder

q

1

Holzbausteinwand

2

Außenwand: 130 mm Stoffbespannung Sperrholzplatte 12 mm Rundhölzer d=135 mm, dreiseitig gesägt, mit Entlastungsnut u. Federn Eckstütze d=210 mm

3 4 5 6 7

Schwellholz d=180 mm Traufpfette d=180 mm Rundholzsparren d=180 mm Schiebetür Aluminiumprofile Rundhölzern Tatami – genormte Bodenmatten

ohne Auflast, mit Schwelle und Riegel, zuggesichert, genagelt, gedübelt, geschraubt

223

Scheiben und Platten

Tragwerke

Wandscheibe in Brettstapelbauweise

83 · Jugendcamp

Belastungen

Nationalpark Bayrischer Wald, D; 1999

Varianten vertikaler Stabwände aus Profil- und Schnittholz

Architekt: Staatliches Hochbauamt Passau Tragwerks-Ingenieur: IEZ Natterer, Saulburg

3.00

H

3.00

Das Versorgungs- und Verwaltungsgebäude wurde für ein Jugendcamp des Nationalparks im Bayerischen Wald errichtet. Dabei kam vor Ort vorhandenes Nadelholz zum Einsatz, unter Mithilfe der Waldarbeiter und der ansässigen Zimmereien. Die Außenwände bestehen aus stehenden, miteinander verdübelten Kanthölzern mit außenliegender Wärmedämmung und Holzverschalung. Die einzelnen, planen Wandelemente werden mit Segmentkeilen gestoßen, um den gebogenen Grundriss zu ermöglichen. Die Aussteifung erfolgt über die Innenwände mit Diagonalschalung. Das Dach ist begrünt und für hohe Schneelasten ausgelegt. Wand aus profilierten Stäben mit Entlastungsnut

V

3

2

1

2

Holzstabwand mit Wärmedämmung Holzstabwand

Wand aus sägegestreiften Stäben mit Entlastungsnut

3 4 5

Oberlicht Segmentkeil Kanthölzer NH verdübelt 4

5

Wand aus halbierten, sägegestreiften Stäben

V

H

mit Schwelle und Riegel, genagelt, gedübelt, geschraubt.

224

Wand aus Halbrundhölzern

Scheiben und Platten

84 · Aula

Randverbund Brettstapelwand

15.36

80

Architekt: M. Botta, A. Galfetti, Lugano

45 Schraubwinkel

a

a

80

Die provisorische Aula der »Universita Della Svizzera Italiana« bietet 540 Personen Platz und ist für eine Nutzungsdauer von ca. 5 Jahren vorgesehen. Der Gebäudekomplex besteht aus genagelten Brettstapelelementen. Die zweischalige Außenwand besitzt eine tragende Innenschale aus stehenden Brettstapelelementen mit einer zweiten, hinterlüfteten Brettstapelverkleidung aus Douglasie, die ohne Holzschutz wetterbeständig ist. Das im Zwischenraum vollflächig aufgebrachte Kraftpapier gewährleistet die Winddichtigkeit, während keine zusätzliche Wärmedämmung wegen der dicken Holzquerschnitte benötigt wird. Die Brettstapelelemente der Dachkonstruktion haben eine Spannweite von max. 12,5 m und wurden mit Brettschichtholzrippen verstärkt, die auf der Fassade und einer Stützenreihe aufliegen.

80

12 x 3.00

Tragwerks-Ingeniuer: Bois-Consult Natterer, Etoy (CH)

300

Reihe B Spax È 6-200

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Nagelbinder Brettstapeldecke Schwellholz Nagelbinder gebogen Brettstapelelement Außenverkleidung Douglasie Verstärkungsrippen Hartfaserplatte Dachabdichtung Winddichtung Kraftpapier

7

3x 27

240

80

2.55

160

6.36

Reihe A

3x 27

160 80

Wand aus Kanthölzern mit Entlastungsnut

Reihe B

Reihe A

Mendrisio, CH; 1997

8

A

A

240

b

b

‰-Element zur Aufnahme der Wärmedämmung, geschraubt

6

aa

B

80

Wand aus Kanthölzern, herzgetrennt mit Nut und Feder

50

Varianten vertikaler Stabwände aus Schnittholz

Tragwerke

B

bb

80

2

3

50

4

4 BFU-Feder 12x 50 durchlaufend eingeleimt

34

160

240

80

9 Wand aus profilierten Viertelhölzern

12

34

1

5

80

160

50

50

80

240

Stabsteinwand

‰-Element zur Aufnahme der Wärmedämmung mit durchlaufender Feder

225

Scheiben und Platten

Tragwerke

Deckenplatte in Brettstapelbauweise

85 · Sonderschule Garbsen, D; 2002 Architekt: Despang Architekten, Hannover Tragwerk-Ingenieure: Ingenieurgemeinschaft Lieberum und Steckstor, Hannover; D

Die vier eingeschossigen Klassentrakte und das Obergeschoss des Verwaltungsbaus sind komplett in Brettstapelbauweise konstruiert. Die vorgefertigten Elemente machten eine schnelle Montage möglich. Ähnlich wie bei einem Blockhaus bewirkt die große Holzmasse und deren Speichervermögen ein ausgeglichenes Raumklima. Die Brettstapeldecken und -wände sind auf ihrer sichtbaren Seite profiliert, rückseitig mit aussteifenden OSB-Platten beplankt. Im Zwischenraum der zweischaligen Innenwände verlaufen die Installationen.

F

2.00 4.00 Belastung

F

2.00 0 1 2 3 Lastverteilung von Einzellasten ohne Fußbodenaufbau

Fassade Vertikalschnitt

F

2.00 0 1 2 3 Lastverteilung von Einzellasten mit Fußbodenaufbau (Holzwerkstoffplatte auf Trittschalldämmung)

226

Fassade Horizontalschnitt

Varianten von Brettstapeldecken

Scheiben und Platten

Architekt: Tabery, Bremervörde; D Tragwerk-Ingenieur: IEZ Natterer, Wiesenfelden; D Eine zweischalige Brettstapelfassade umhüllt den annähernd 14 ≈ 14 m großen Kirchenraum. Die innere, tragende Schale aus Kiefernbrettern wurde rückseitig mit 10 mm starken OSB-Platten beplankt und

Tragverhalten von Brettstapeldecken

ui-1

Schneverdingen, D; 1999

dient der Aussteifung des gesamten Kirchenbaus. Die Platten übernehmen gleichzeitig auch die Winddichtung. Für die Außenfassade wurden Eichenholz-Brettstapel eingesetzt. Die einzelnen Elemente wurden so befestigt, dass deren Schwinden und Quellen aufgenommen werden kann. Das primäre Tragsystem des Daches bildet ein räumliches Fachwerk aus Kantholz, das in Querrichtung zusätzlich unterspannt ist. Es ist als Rahmen ausgebildet, der den gesamten Kircheninnenraum überspannt. Der Glockenturm und die Brettstapelelemente des Daches ruhen direkt darauf.

Fi

ui ui+1

86 · Kirche

k

i-k k

k i+k

k i

Fi

A

1

2

3 4 5 6

Brettstapelelement Eiche 80/100 mm Brettstapelelement Kiefer 100/120 mm OSB-Platte 10 mm Passbrett, vor Ort eingebaut Stütze NH 160/160 mm Winkelblech verzinkt 60 ≈ 6 mm

1

Biegesteifigkeit [MPa] n

Xmov

X5%n

%

1

80

55

100

2

80

62

113

3

80

66

119

4

80

67

123

6

5

2

3

4

Frequenz

Varianten von Brettstapeldecken

Tragwerke

F n

2 F 3 1 x

_ x x 5%n

x

Verbesserung der 5%-Fraktile – 1.645 • s X5%,n = X – √n

227

Scheiben und Platten

Tragwerke

Massiv- und Verbundkonstruktionen

87 · Wohnhaus und Schule Triesenberg, FL,1994 Architekt: H. Ospelt, Triesen mit Marcus Freund

Verhältnis Eigengewicht zu Spannweite sowie das akkustische Dämpfungsverhalten

g [kg/m2]

[dB]

1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

3

Tragwerk-Ingenieur: Natterer Bois-Consult, Etoy

Die Decken der Unterrichtstrakte bestehen in Gänze aus Holz-Beton-Verbunddecken mit Brettstapeln ausgeführt. In Fassadenebene überträgt ein BSH-Überzug die Lasten aus den Decken in die Stützen. Das Dach der Unterrichtstrakte und die Decken, Wände sowie das Dach des Wohnhauses wurden mit Brettstapeln konstruiert. Eine Besonderheit stellen die deckengleichen Unterzüge aus BSH-Buche mit schrägen Auflagern im Wohnhaus dar, mit denen es möglich war, die Kräfte aus den Decken direkt und ohne weitere Hilfsmittel in die Stützen zu übertragen

aus Rundhölzern, zweiseitig sägegestreift, mit Entlastungsnut

Verkehrslasten 60 2 1 2

4

6

8

50 45 40 35

10

aus Rundhölzern, dreiseitig sägegestreift, mit Entlastungsnut

Spannweite [m]

1

Massivholz-Beton-Verbundplatten

Brettstapeldecke

X aus Rundhölzern, dreiseitig sägegestreift, mit Entlastungsnut

1 2 2

3

Holz-Beton-Verbunddecke

4

aus Kanthölzern, mit Entlastungsnut

X 5

A

mit Brettstapelelement

3

Stahlbetondecke

X

x = Druckzone

228

mit Brettstapelelement in Stahlträger eingehängt

Scheiben und Platten

Tragwerke

Holzbalkendecken in Holz-Beton-Verbundplatten

Holz-Beton-Verbundplatte mit Scherverdübelung

q mit Kantholz und seitlichen Leisten als Schalungsträger Bv

Av Belastung: vertikale Gleichlast

1

mit gefalztem Kantholz als Schalungsträger

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

mit Kanthölzern, blockverleimt, gedübelt, geschraubt

genagelte Brettstapelplatte, Wand 8 cm Horizontallattung 4/6 cm Vertikallattung 8/8 cm Horizontalschalung Holzschindeln Lärche, zweilagig genagelte Brettstapelplatte, Decke 16 cm Dachträger 3x NH 12/30 cm Zugstäbe Stahl 2x 10/120 mm Druckstab NH 12/12 cm genagelte Brettstapelplatte, Dach 16 cm Überzug, BSH 16/80 cm Aufhängung M 24 Spezialdübel, d = 12 mm Beton 12 cm genagelte Brettstapelplatte, Decke 16 cm

Verformung

Momente: max M =

q • l2 8

Querkräfte: max V =

q•l 2

mit BSH und Betonfertigteilen und nachträglichem Verguss

Mit BSH mehrteilig, blockverleimt, gedübelt, geschraubt

B

mit Brettschichtholzelementen, blockverleimt

Normalkräfte: N=0

229

Scheiben und Platten

Tragwerke

Holz-Beton-Verbundplatte mit Kerbe und Zugdübel

88 · Wohnhaus Claerns, CH; 1992 Architekt: Gilles Bellmann, Claerns Tragwerk-Ingenieure: Natterer Bois-Consult, Etoy Um eine flexible Nutzbarkeit des Grundrisses zu erreichen, wurde die Deckenkonstruktion über die gesamte Haustiefe 7,25 m - gespannt. Aus Kostengründen wurden für die Garagendecke Halbrund-

hölzer, für die Wände genagelte Brettstapelelemente (8 cm breite Seitenware), für die Südfassade und das Dach Kanthölzer, für die sichtbar bleibenden Decken im EG - Holzbeton-Verbunddecke mit flachliegenden Querschnitten aus BSH und im OG eine BSH-Decke verwendet. Durch die Wahl der Wand- und Deckenkonstruktion erreichte man sehr geringe Konstruktionsstärken. Der Holz-Beton-Verbund wurde mit eingeleimten, nachspannbaren Dübeln hergestellt. Die Vorfertigung der Elemente erlaubten eine kurze Montagezeit von nur einer Woche.

Holz-Beton-Verbundkonstruktionen Längsschnitt

kein Verbund Estrich ohne Verbund Dübel: in Kerbe eingeleimte Gewindestange, mit Möglichkeit zum nachspannen

P

P'

1 2 3 4

Holz-Beton-Verbunddecke Holz-Beton-Verbunddecke mit BSH BSH-Decke Stütze 12/12

5 6 7

Zementestrich Fliesen Elastomerlager

Verbund mit großer Nachgiebigkeit mit senkrechter Verschraubung und Einpressdübeln

Kräfteverlauf: die annähernd horizontalen Schubkräfte werden im Wesentlichen an der Hirnholzfläche der Kerbe abgetragen. Der Dübel wird nur auf Zug, nicht auf Abscheren belastet

Verbund mit kleiner Nachgiebigkeit mit Schrägverschraubung

Systemaufbau

230

idealer Verbund mit vorgespannten Dübeln in Kerbe

Scheiben und Platten

Holz-Beton-Verbundkonstruktionen Querschnitt

Tragwerke

Holz-Beton-Verbundkonstruktionen Durchbiegung und Spannungen

89 · Schule 8.23

8.40

Wilpoldsried, D; 1995

C Architekt: Zwerch, Kempten

kein Verbund Estrich ohne Verbund

20.82

Tragwerk-Ingenieure: Natterer Bois-Consult, Etoy (CH) Die Schule wurde um ein zweigeschossiges Gebäude mit einer Grundrissfläche von 16,8 ≈ 24 m erweitert. Die Deckenplatten bestehen aus einer Holz-Beton-Verbundkonstruktion, wobei Brettstapelelemente mit Aufbeton eingesetzt wurden. Das Dach besteht aus zwei gegeneinander versetzten Fachwerkfeldern von 8,2 m Spannweite. Alle tragenden und nichttragenden Wände sind aus Brettstapelelementen hergestellt, wobei alle Elemente, die zur Aussteifung herangezogen werden, rückseitig mit einer Sperrholzplatte beplankt wurden. Die Deckenplatten wirken als steife Scheiben und leiten ihre Lasten in die tragenden Wände ab.

für eine Geschossdecke mit einer Spannweite von 6,0 m

24.15

B a

Eigengewicht : g = 2,0 kN/m2 Verkehrslasten: q = 2,0 kN/m2

a

ε

σ

16.73

21.10

2.11 1

Holz-Beton-Verbunddecke (Holz 180 mm/ Beton 120 mm) Brettstapelelement mit Sperrholzbeplankung Rundholzstütze Nagelbinder Gewindestab M16 Stahlprofil ∑ 200/90/5 mm Randholzanschluss mit Feder Tragbalken Parallam

2 3 4 5 6 7 8

1

kein Verbund Estrich ohne Verbund

2

ε

A 1

21.10

2.11

2

σ 0.23

7.00

0.45

4.50

D 3 aa Verbund mit großer Nachgiebigkeit mit senkrechter Verschraubung und Einpressdübeln

A

1.00

Verbund mit großer Nachgiebigkeit mit senkrechter Verschraubung und Einpressdübeln

B 4 5

1

10.00

1 6 4

4

ε C

2 1

D

2

σ 0.20

5.90

0.06

0.60

1

7 0.76 Verbund mit kleiner Nachgiebigkeit mit Schrägverschraubung

8 2

3

7.60

Verbund mit kleiner Nachgiebigkeit mit Schrägverschraubung

ε

0.70 idealer Verbund mit vorgespannten Dübeln in Kerbe

σ 0.18

5.40

0.06

0.60

7.0

idealer Verbund mit vorgespannten Dübeln in Kerbe

231

Trägerroste, gestapelt

Tragwerke

Trägerrostsysteme

90 · Postamt München-Perlach, D; 1979–1981 Architekten: Oberpostdirektion, München Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München Ein zweilagiger Trägerrost aus Brettschichtholzelementen bildet die Flachdachkonstruktion über einem 33 ≈ 44 m großen Grundriss mit Lichthof. Das quadratische Raster mit 1,35 m Seitenlänge bildet einen Rost mit bis zu 10,80 m Spannweite. Er wird von Trägern

mit Querschnitt 14/18 cm gebildet. Ihre Auskragung im Randbereich gewährleistet einen guten Schutz der Fassaden aus Holz und Glas gegen die Witterung. Stützen zum Teil in Brettschichtholz mit Kreuzquerschnitt ausgeführt, zum Teil als eingespannte Stahlbetonstützen. Anordnung weitgehend der Gebäudenutzung angepasst. Auf der oberen Balkenlage trägt eine Nut- und Federschalung ein Warmdach. Flachstahlverbände in der Dachebene verteilen die Horizontalkräfte auf die eingespannten Stahlbetonstützen.

Trägerrostknoten 90°

º Küttinger Holzbau-Konstruktion, München 1984

kreuzweise übereinanderliegende Balken

kreuzweise übereinanderliegende Balken

mit Kreuzblattverbindung

mit einseitigem Einschnitt

mit Kreuzblattverbindung

1 2 Kantholz: a = 0,60 – 1,20 m h=

3

BSH 16/48 cm Stützen, vierteilig 11,5/13,5 cm Nagelblech

4 5 6 7

Schraube Stabdübel Beilagscheibe Stahlrohr Ø 25 mm

l l – 20 30

l = 6 – 12 m Brettschichtholz mit Stahlknoten: a = 2,40 – 7,20 m h=

l l – 16 30

l = 12 – 24 m

232

in Brettstapelbauweise

Trägerroste, gestapelt

Biegesteife Trägerrostknoten 60°

Tragwerke

Allseitig frei aufgelagerter Trägerrost mit orthogonaler Anordnung

91 · Tank- und Rastanlage Lechwiesen, D; 1995 Architekt: Herzog + Partner Thomas Herzog, Hanns Jörg Schrade mit Arthur Schankula, München Tragwerk-Ingenieure: Sailer + Stepan, München Wolfgang Winter, Wien

Stern aus liegenden Blechlaschen in Träger eingeschlitzt und verdübelt

verdübeltes Schlitzblech mit Nocken in Gleitschiene

Tank- und Rastanlage mit Tankdach, Passarelle, Gastraum und Serviceteil. Im Detail dargestellt ist die Tragkonstruktion des Gastraumdaches, die auf Stahlstützen im Raster 7,50 x 4,50 m lastet. Die einzelnen Lagen des Holztragrostes nehmen in ihrer Dimension und den Balkenabständen von unten nach oben ab. Stahlstäbe über der vierten Holzrostlage ständern das Dach auf und erzeugen die Dachschräge. Alle Querschnitte des sichtbar bleibenden Holztragrostes bestehen aus genagelten Fichte-Vollholz-Bohlen. Die Längsstöße sind als Gerbergelenke ausgebildet. Die Ableitung der Windkräfte übernimmt die Stahlbetonkonstruktion des Serviceteils, an den der Rost mittels Stahlschwertern angeschlossen ist.

1

2

Stütze, Stahlrohr d = 101,6 mm s = 5 mm Trägerlage 1 4x NH 4/28 cm

3 4

Trägerlage 2 4x NH 4/28 cm Trägerlage 3 4x NH 4/22 cm

Prinzipielle Momentenverläufe in Mx-Richtung, My analog max Mx = q •

5 6

Trägerlage 4 4x NH 4/22 cm Stahlrohr d = 30 mm s = 10 mm

7 Beplankung Dreischichtplatte 15 mm 8 Sparren 2x NH 6/20 cm 9 Dämmung 200 mm 10 Bohlenschalung 30 mm

l2 16

Prinzipielle Querkraftverläufe in Qx-Richtung, Qy analog

Zwillingsträger mit Gelenkbolzenanschluss

Charakteristik: • gleiche Vorzeichen der Momente • Momente größer als im Diagonalrost • teilweise ungünstigere Spannungsverteilung als im Diagonalrost

Stahlrohr mit angeschraubten Vergussdübeln oder Gewindestangen

Einsatzbereiche: • rechteckige oder orthogonale Grundrissstrukturen mit Seitenverhältnis max 1 : 1,3

233

Trägerroste mit Biegestoß

Tragwerke

Geometrie-Varianten

Trägerrostknoten mit zusammengesetzten Querschnitten

92 · Rechtspflegeschule Starnberg, D; 1978 Architekt: Landbauamt München Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München

Dreieckraster

Quadratraster

Der eingeschossige Flachdachpavillon mit einer Grundfläche von 15 ≈ 15 m besteht aus einer tischartigen Rahmenkonstruktion mit einer Trägerrostdecke. Die Eckstützen sind mit den Traufbalken durch eingeschlitzte und verdübelte Stahlteile biegesteif verbunden, so dass die Horizontalkräfte in Längs- und Querrichtung aufgenommen werden. Ein aus 14/60 BSH-Elementen gebildeter Trägerrost stützt sich auf hölzerne Pendelstützen entlang der vier Fassaden. Die 2,10 m langen Einzelteile sind in den Kreuzungspunkten biegesteif mit zwei kreuzförmigen Stahlplatten angeschlossen. Die Tragrichtung der Nebenträger wechselt in jedem Feld um 90 Grad, um die Hauptträger in beiden Richtungen gleichmäßig zu belasten. Rechtwinklig dazu verläuft eine 19 mm starke Dachschalung. Der Flachstahl verbindet diagonal die Eckstützen zur horizontalen Aussteifung der Dachebene.

1 2 3 4 5

Träger 14/60 cm Eckstütze aus 3 ≈ 14/64 cm Pendelstütze 14/14 cm Randträger 18/65 cm Flachstahlverband

6

Stahlteil t = 6,10, 12 mm 7 Rundstahl Ø 30 m 8 Stabdübel Ø 14 mm 9 NH 12/10 cm 10 Stahlrohr Ø 44,5 ≈ 4 mm

Kampfstegträger mit Anschlussverstärkung an Metallprofil gedübelt

Fünfeckraster

Zwillingsträger mit stehenden Blechlaschen, Aussparung für Installationsführung

Sechseckraster

Achteckraster

234

Stern aus Stahlblechen für mehrteilige Träger und Installationsführung mit Nagelblech und Gelenkbolzen

Trägerroste mit Biegestoß

Trägerrostauflager

Tragwerke

Allseitig frei aufgelagerter Trägerrost mit diagonaler Anordnung

93 · Gemeindezentrum Ötlingen, D; 1978–1979 Architekten: Kammerer + Belz + Partner, Stuttgart Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München

vierteilige Stütze, Anschluss mit Stabdübeln oder zwei halbseitigen Einpress- bzw. Einlassdübeln oder Nagelplatten

Ein Trägerrost auf Holzstützen überdacht das Gemeindezentrum. Die Systemachsen bilden im Grundriss ein quadratisches Raster mit 3,5 m Seitenlänge, die in den Kreuzungspunkten angeordneten Auflager entweder als vierteilige 12/12 BSH-Stützen oder als einteilige 21/21 BSH-Stützen mit Entlastungsnut. Trägerrost aus 3,5 m langen doppelten 10/90 BSH-Elementen, die in den Kreuzungspunkten biegesteif verbunden sind, um bis zu 14 m weit stützenfrei zu tragen. Anschluss über an der Innenseite der Balken genagelte Stahlplatten, die durch Bolzen mit einem Stahlkreuz verbunden sind. Wechselnd orthogonal verlegte Vollholzpfetten tragen eine 24 mm dicke Deckenschalung. Dachebene durch Stahlkreuze ausgesteift. Quer- und Längsstabilisierung über Vertikalverbände.

Prinzipielle Momentenverläufe zur Randbegrenzung max M = q •

l2 14,2

º Informationsdienst Holz: Dokumentation Holzbauten in Baden-Württemberg 1 Hauptträger BSH 2≈ 10/90 cm 2 Pfette 10/16 3 Stütze BSH 4≈ 12/12 cm

4 5

Stütze BSH 21/21 cm Nagelblech t = 5 mm

6 7

Verbindungskreuz t = 14 mm Passschraube Ø 27 mm

8 9

3≈ 4 Einpressdübel Ø 85 mm Einlassdübel Ø 80 mm

Prinzipielle Querkraftverläufe zur Randbegrenzung

fünfteilige Stütze, mit Hartholzblock als Auflagerverstärkung

vierteilige Stütze mit Druckplatte und eingeschlitzten Stegen zur Lagesicherung

Charakteristik: • gleichmäßige Spannungsverteilung • ungleichmäßige Biegebeanspruchung (negative und positive Momente) • Reduzierung der Maximalmomente in Feldmitte • größere Steifigkeit gegenüber orthogonalem Rost und linearen Systemen

235

Fachwerkroste

Tragwerke

Auflageranordnungen

Knoten für Fachwerkrost

94 · Großkantine Volkach/Main, D; 1984 Architekten: Finanzbauamt Würzburg Tragwerk-Ingenieure: Bertsche, Packenbach, Hübner, Würzburg

an den Ecken des Rahmens, Stützen eingespannt in Rost oder Fundament

Fachwerkträgerrost aus BSH über einem Speisesaal der Truppenunterkunft. Obergurte, Ständer und Diagonalen in einem quadratischen Raster mit 2,40 m Seitenlänge. Systemhöhe 2,10 m. Die Untergurte verlaufen über die Diagonalen des Grundrasters. Auflager alle 4,80 m auf eingespannten Stahlbetonstützen. Auskragung um eine Rasterlänge. Im Fassadenbereich Knotenschlüsse mit zentralem Rundstab und angeschweißten Stahlplatten. Eingeschlitzte Laschen mit Stabdübeln und Klemmbolzen an die Holzstäbe befestigt. Aussteifung der Dachscheibe über die gekreuzten Raster des Trägerrostes und über die Einspannung der Stützen. 5 cm dicke Holzbohlen tragen das bekieste Warmdach.

Untergurte und Obergurte in gleicher Ebene, Anschlüsse über Blechkreuze, Diagonalen aus Stahlrohren

º Bauen mit Holz 1/86 an Kreuzungspunkten des Trägerrost-Rahmens Stützen eingespannt in Rost oder Fundament

1 2

Obergurte 22/20, 18/20 cm Diagonalen 18/18, 16/16 cm

5 6

Blech d = 15 mm Stabdübel und Klemmbolzen Ø 14, 18, 20 mm

Untergurte in gleicher Ebene, Obergurte gestapelt, unterschiedliche Konstruktionshöhen bei ungleichen Spannweiten

an Kreuzungspunkten des Trägerrostes mit Auskragung, Stützen eingespannt im Rost oder Fundament

3 4

Untergurte 16/16 cm Rundstab Ø 50 mm

Fachwerke mit unterschiedlichen Konstruktionshöhen ineinandergesteckt, für Rechteckgrundrisse

analog bei diagonal angeordnetem Trägerrost, Stützen eingespannt in Fundament oder Rost

236

Untergurte und Obergurte gestapelt, gleiche Konstruktionshöhen

Fachwerkroste

Räumlicher Knoten

Tragwerke

Sekundärsysteme zur gleichmäßigen Lastabtragung auf den Primärrost

95 · Mehrzweckhalle Lüterkofen, CH; 1993 Architekt: A. Schlup, Solothurn Tragwerk-Ingenieur: Natterer Bois Consult, Etoy

sechs Stäbe in einer Ebene

Die gesamte Dachkonstruktion liegt auf Stützen. Das Haupttragsystem bilden 10 Fachwerkbinder im Abstand von 4 m. Die Binder überspannen eine Stützweite von 16 m. Das Nebentragsystem bilden ebenfalls Fachwerkbinder im Abstand von 4 m quer zur Hauptträgerrichtung. Haupttragsystem: Obergurt aus Brettschichtholz. Diagonale aus sortierter Eiche, Fi/Ta 10/10 cm; die Querschnitte sind um 45° gedreht. Untergurt aus Stahl. Auf dieses System wird vollflächig eine genagelte Brettstapeldecke verlegt. Diese übernimmt mit ihrer Scheibenwirkung die Stabilisierung.

Pfettenlage \ = 90°

vier Stäbe rechtwinklig und diagonal an Hauptträger

1 2

Brettstapeldecke 100 mm Hauptträger Saal BSH 18/38 cm

3

4

Nebenträger Saal NH 16/18 cm Diagonale NH 10/10 cm

5 6

Zugstab Stahl d = 28 mm Träger Foyer NH 16/24 cm

7 8

Diagonale NH 10/10 cm Zugstab Stahl d = 25 mm

Pfettenlage \ = 60°

sechs Stäbe rechtwinklig und diagonal im Raum liegend an Hauptträger

acht Stäbe an Hauptträger

Pfettenlage \ = 72°

237

Fachwerkroste

Tragwerke

Auflager-Varianten von Fachwerkrosten

96 · Sportgebäude Nürnberg, D; 1980 Architekt: Landbauamt Nürnberg Tragwerk-Ingenieur: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München Ein räumlicher Fachwerkträgerrost überdeckt die Sport-, Judo- und Schwimmhalle, die in einem Gebäude zusammengefasst sind. Die rechtwinklig zueinander angeordneten Hauptträger formen ein Rechteckraster von 4,80 ≈ 4,80. Fachwerkträger mit 2,05 m Systemhöhe aus doppelten BSH-Gurten und einteiligen

BSH-Diagonalen. Die Stäbe sind in den Knotenpunkten über Stabdübel und eingelassene Stahllaschen angeschlossen. Die Querträger sind im Vergleich zu den Längssträgern um 18 cm tiefer gelegt, so dass die Gurte durchlaufen. Je nach Lichtraumprofil und Dachform sind die Fachwerke als gerade Träger auf BSHPendelstützen oder als geknickte Rahmenträger ausgebildet. Die gekreuzte Pfettenlage bildet mit den Holzdiagonalen und einer 30 mm Holzschalung eine starre Dachscheibe. Gesamtstabilisierung über die als Rahmen ausgebildeten Hauptträger und die Vertikalverbände zwischen den Holzstützen.

Auflager von Nebentragsystemen mit Abdeckung (Brandschutz, Korrisionsschutz)

º Detail 4/82

Winkel angenagelt

1 2 3 4

Hauptträger Obergurt BSH 2≈ 16/18 cm Untergurt BSH 2≈ 14/18 cm Diagonale BSH 16/16 cm

5 6 7 8 9

Aussteifung Rundstahl Vertikalstab BSH 2≈ 9/20 cm Pendelstütze Stabdübel Ø 12 mm Bolzen M 16

Z-Profil aufgelegt, Lagesicherung durch Nagelung

Winkel mit Steg

a = 1,20 – 12,0 m h=

l l – 8 16

l = 8 – 60 m

238

Winkel mit Steg, an Hauptträger genagelt

Fachwerkroste

Auflager von Nebentragsystem mit Verstärkung gegen Querzugspannungen am Auflager Nebenträger-Hauptträger

Tragwerke

97 · Beschattung Riad, Saudi-Arabien; 1986 Architekten: High executive committee of the Kingdom of Saudi-Arabia Tragwerk-Ingenieur: M. Speich, Hannover Schattenspender für Innenhöfe von vier Moscheen über insgesamt 1500 m2. Raumfachwerkkonstruktionen aus geleimten Holzstäben (vier Lamellen, Material: Iroko), hochgradig statisch unbestimmt. Unter- und Obergurte, durchlaufend über 6 m, mit überblatteten Kreuzungspunkten,

im Quadratraster von 1,20 m, im Grundriss in x- und y-Richtung um je 1/2 Raster zueinander verschoben. Anschluß von 4 Diagonalstäben an den Kreuzungspunkten der Gurte symmetrisch angeordnet, Systemhöhe 60 cm. Diagonalen über Stahlformteile und Passbolzen an halbierte Mero-Knoten angeschlossen. Diese und die durchlaufenden Gurte, je nach Belastung, mit einem Passbolzen oder mit Stahlkreuz und Passbolzen (stützennahe Bereiche) verbunden. Beschattung durch Holzrahmen, die in Ober- oder Untergurtebene in die Gefache eingehängt sind.

Tragverhalten räumlicher Stabroste

º Bauen mit Holz 2/87

torsionsweich: Tragstruktur ist nur in Fachwerkebene steif, senkrecht dazu hingegen sehr weich

eingeleimte Gewindestange oder Holzschraube

aufgeleimte Lasche

ohne Diagonale in Untergurtebene: torsionsweich nur die Knoten des Obergurtes können räumlich angreifende, äußere Kräfte aufnehmen

1 Verstärkungslasche genaglet oder geleimt und genagelt

2 3 4

Lasche genagelt, oder verleimt und genagelt, zugleich Auflagerverbreiterung

Ober- und Untergurte 5/8 cm Streben 6/6,8 cm Stahlteil 128/60/4 mm Stirnscheibe 60/44/6 mm

5 6 7 8

9

Mero-Kopf 60/54 mm U-Scheibe Flacheisen 50/6 mm Schlüsselmuffe 19/13 mm Bolzen

mit Diagonalen und Querriegel in allen drei Fachwerkebenen: torsionssteif; alle Knoten können räumlich angreifende Kräfte aufnehmen

239

Fachwerkroste

Tragwerke

Auflager-Varianten für Orthogonalroste

Anschlüsse räumlicher Stabroste

98 · Seeparksaal Arbon, CH; 1984 Architekt: P. Haas, Arbon, CH Tragwerk-Ingenieure: Ing.-Büro Wälli AG, Arbon/Rorschach, CH Mehrzwecksaal einer Freizeitanlage am Bodensee. Das Dachtragwerk ist als räumliches Fachwerk ausgebildet und durch einen integrierten Abfangträger aus Stahl in 2 Tragfelder von 27 ≈ 30 m und 27 ≈ 15 m unterteilt. Die Maschenweite der Struktur beträgt 3 m und die Bauhöhe 2,5 m. Sie ist auf Stahlstützen aufgelagert. Stahlbetonwände im Erd- und Untergeschoss übernehmen die Stabilisierung des Gebäudes. Je nach Belastung variiert der Querschnitt und die Holzart der Stäbe (Fichte oder Buche). Verbindung der Stäbe durch Gussformteile und Stahlkugeln mit Innengewinde. Dachdeckung als Warmdach mit Kies.

freie Auflager-Varianten

eingeleimte Gewindestangen und Metallkugel

º Ch. v. Büren, Neuer Holzbau in der Schweiz; Schweizer Holzbau 7/85; Werk, Bauen + Wohnen 12/85; DBZ 10/86; Space Design 1/87

1 2

3

Fachwerkstab 11/11–17/17 cm Stahlkugel mit Innengewinden Gußformteil

4 5 6 7

Stahlstütze Sechskantstab mit Gewinde Fassadenstütze Fassadenriegel

halbsymmetrisch

eingeschlitztes Rohr, radial verdübelt und Metallkugel (System Mero)

vollsymmetrisch

Metallkugel mit Vergussdübeln oder Gewindestangen

240

Raumfachwerke

Anschlüsse räumlicher Stabroste

Tragwerke

99 · Aussegnungshalle Reutlingen, D; 1986–1987 Architekt: W. Riehle, Reutlingen Tragwerk-Ingenieur: N. Nebgen, Reutlingen Räumliches Holzfachwerk für ein pyramidenförmiges Dach mit quadratischem Grundriss, Seitenlänge 15,60 m. Vier sich kreuzende trapezförmige Hauptträger bilden ein räumliches Fachwerk aus 12/12 cm Streben, die über Mero-Knoten

verbunden sind. Kraftübertragung über eingelassene Stahlrohre, die mit dem Holz verdübelt sind. BSH-Pendelstützen übernehmen die Vertikalkräfte. Die Gratsparren und die Zwischensparren sind in den Knotenpunkten der Obergurte aufgeständert und im Randbereich an die Traufpfetten aus BSH angeschlossen. Die Horizontalkräfte werden an die eingespannten Fassadenstützen aus Beton abgegeben. Dachaufbau: BiberschwanzDoppeldeckung, Lattung, Konterlattung und Rauspundenschalung.

Auflager-Varianten für Orthogonalroste

º Detail 6/87

Knoten aus eingeschlitzten Stahlblechen und durchlaufendem Gurt

1 2 3 4

5

Achterstütze 18/18 cm Fachwerkstäbe Mero-Knoten Konsole zur Auflagerung der Sparren Traufpfette BSH 12/22 cm

6 7

8 9

Gratsparren BSH 16/24 cm Zwischensparren BSH 12/22 cm Querholz BSH 12/14 cm Winkel 106/56/6 mm

Knoten aus eingeschlitzten Stahlblechen, Untergrund 90°, Diagonalen um 45° verdreht

Knoten aus verdübeltem Gusseisenprofil und Metallkugel

Vierpunktlagerung je Stütze bei maximalen Querkräften

241

Faltwerke

Tragwerke

Ausführungsvarianten

100 · Ledersteg Amberg, D; 1978 Architekt: Stadtbauamt Amberg Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München

in Steg- oder Kastenbauweise

Die überdachte Fußgängerbrücke mit 24 m Spannweite besitzt als Haupttragsystem ein Faltwerk. Es besteht aus zwei gegeneinander geneigten BSH-Scheiben, die sich in der Dachebene befinden. Die Gehbahn ist abgehängt. Querrahmen mit aufgelösten Stielen leiten die Vertikallas-

ten in die Dachebene und übertragen gleichzeitig die Horizontalkräfte in den unteren Aussteifungsverband. Die Rahmen über dem Randauflager geben die Lasten des Faltwerkträgers in die Fundamente ab. Die Gehbahn besteht aus einem 6 cm dicken Bohlenbelag auf durchlaufenden Längsträgern, die alle 2,2 m von Traversen unterstützt werden. Die Randträger aus BSH bilden mit gekreuzten Holzdiagonalen den Horizontalverband. Aussteifung in Längsrichtung durch die Rahmenwirkung, die sich aus der Verbindung der Dachscheibe mit den aufgelösten Stielen über dem Auflager ergibt.

Aufbau von Platten

zementgebundene Spanplatte / OSB

º F. Leonhard, Brücken, Stuttgart, 1981

als Stabwerk

als Fachwerk

Furnierschichtplatte

als Bogenfachwerk

aus Sperrholzplatten als Rahmenfachwerk

1 2

BSH 17/295 cm BSH 10/36 cm

3 4

BSH 14/36 cm NH 2≈ 12/20 cm

5 6

NH 12/18 cm NH 2≈ 12/20 cm

aus Mehrschichtplatten mit mindestens drei Brettlagen verleimt, Faserrichtung 90° versetzt.

als Faltwerk zu bemessen bei: l ; \ ≥ 30° 8

f≥

für Kämpfstegplatten, Brettschichtholz oder Furnierplatten mit Querrippen als Verbundquerschnitt für Querbiegung d≥

h h – 20 30

für Fachwerk d≥

l l – 4 6

242

als Brettschichtholzplatte

Faltwerke, radial

Aufbau von Rippenplatten für Faltwerke

Tragwerke

101 · Pavillon der Hartwald-Klinik

Mögliche Verformungen

Zwesten, D; 1977

unter einseitiger Belastung aus Schnee und Wind. Bemessung vereinfacht nach der Balkentheorie, geneigte Flächen als Plattenbalken, bei biegesteifer Ausführung der Ecken als Durchlaufsystem.

Architekten: A. Frank, Bauabteilung W. Wicker KG Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München

als }-Querschnitt mit Stegen, Gurten und Sperrholzplatten

als Kastenquerschnitt mit Sperrholzplatten und Zwischenhölzern

Mehrzweckhalle mit sechseckigem Grundriss und 32 m Durchmesser, von einer radialen Faltdachkonstruktion überdeckt. Dachscheiben in Dreiecksfachwerke aufgelöst, deren Gurte und Stäbe aus BSH 14/24 und 18/24 cm bestehen. Ein BSHZugring übernimmt den Horizontalschub aus vertikalen Lasten. Die Kräfte aus Horizontallasten werden von Betonscheiben weitergeleitet. Stahlstützen, die paarweise in Fassadenmitte angeordnet sind, tragen die Dachkonstruktion. Verbindungen mit eingeschlitzten Blechen und Stahlschuhen hergestellt, die verdeckt genagelt oder mit Stabdübeln angeschlossen sind. Ein Kernstück aus BSH bildet den Firstknoten. Über den Fachwerkstäben trägt eine sichtbare Deckenschalung das Warmdach. Aussteifung der Dachebene durch die Fachwerkstäbe.

º Hölzerne Dachflächentragwerke, in: Holzbau-Taschenbuch, Berlin 1988

Beulen einer Scheibe

Beulen bei beiden Scheibe

1 2 3

º Bauen mit Holz 8/78

Obergurt BSH 18/24 cm Untergurt BSH 2≈ 14/24 cm Diagonale BSH 14/24 cm

4 5

Zugband BSH 20/24 cm Stahlrohrstütze Ø 216 mm

Verschiebung der unteren Kanten

Veränderung des Faltenwinkels Aussteifung gegen kritische Verformung des Außenrandes in Folge gleichmäßiger, einseitiger Belastung

als Kastenquerschnitt mit doppeltem Steg aus Sperrholzplatten

Randversteifung in Plattenebene

Randversteifung in Plattenebene als }-Querschnitt mit Kanthölzern und diagonalen Brettern

Randträger senkrecht zur Plattenebene

als }-Querschnitt mit Brettgurten und diagonalen Brettern

Randträger als horizontale Abstützung

243

Tonnenschalen

Tragwerke

Formen von Tonnenschalen und Tonnensheds

102 · Servicestation La Dôle, CH; 1992 Architekt: Vincent Mangeat, Nyon Tragwerk-Ingenieure: Natterer Bois-Consult, Etoy und Wolfgang Winter, Biel Service-Station auf dem Berg in La Dôle, mit Wohnungen und Nebenräumen einer Radar-Station. Schwierige Bedingungen infolge der Höhenlage von 1670 m mit heftigen Windstürmen, ohne Zufahrtsstraßen und sehr begrenzter Montagezeit. Bauwerk bestehend aus 9 Einheiten von je 3,7 t in einer Größe von je 3 ≈ 6,5 ≈ 4 m und Verbindungsmodulen zu einem

bereits existierenden Gebäude. Vorfertigung und Vormontage der Elemente in der Werkstatt, dann Transport mit Tieflader an den Bergfuß und per Helikopter nach oben. Jede Einheit mit einer Breite von 3 m besteht aus Vollholzrippen, die mit speziellen Schrauben zusammengesetzt wurden. Mehrschichtige Beplankung der Tonnen aus gekrümmt verleimten HWS-Platten. 2 Schichten OSB-Platten mit 6 mm und 3 Schichten Hartfaserplatten mit 1,2 mm im Wechsel. Auf der Außenseite folgt Konterlattung und Lattung mit AluminiumblechBekleidung. Die Stabilität wird durch die Form der Tonnenschale und durch die Schubfestigkeit des 2-schaligen, biegesteifen Aufbaus gewährleistet. Holzschale und Holzboden-Konstruktion wurden auf einem Betonrahmen befestigt.

Sperrholz- und Furnierschichtholz-Formen

Tonnenschale

Rechteckschale, schmaler Querschnitt

1 2

3 4 Kegel-, Kegelstumpf- und Zylindersilos

5 6 7 8 9

Rippen NH 6/20 cm gekrümmte Beplankung aus verleimten HWS-Platten Fußholz Konterlattung 2≈ 2/4 cm Lattung NH 3/6 cm Spezialschraube Aluminumblech 2 mm Montagehilfen Betonrahmen

Rechteckschale, breiter Querschnitt

Kreuzgratgewölbe

halbierte Kegelschale radial angeordnet

b


l b kurze Tonnenschale f ≥ 5 2

l = 5 – 35 m

244

mehrfach gekrümmte Schale

Stuhlform

Tonnenstabwerke

Rippenplatten

Tragwerke

103 · Galerie Messegelände Frankfurt/Main, D; 1983 Architekt: O. M. Ungers, Frankfurt/Main Tragwerk-Ingenieure: S. Polónyi, H. Fink, Köln

Kantholzrippen auf Sperrholzplatten einseitig aufgenagelt oder mit Nagelpressleimung

Die 120 m lange Stabwerk-Tonnenschale mit Halbkreisquerschnitt überdacht die Verbindungsgalerie zweier Messehallen ohne deren Fundamente zu belasten. Bogenförmige Stahlportale als Auflager und zur Aussteifung der Tonnenschale, die in Querbögen 25/67 cm BSH, Längsträger 23/41 cm BSH und Rund-

stahldiagonalen aufgelöst ist. Kreuzungspunkte so ausgebildet, dass sich die Bögen mit den Pfetten und Diagonalen in einer Schwerpunktebene durchdringen. Hauptquerschnitte der Längsträger durch ausgesägte Öffnungen der Bögen geschoben, Diagonalen in den Kreuzungspunkten durchgefädelt. Kraftübertragung zwischen Holz und Diagonalen durch Kontaktdruck über ein Stahlseil aus Winkelprofilen und Deckplatten aus Stahl. Anschluss an die Stahlportale über angeschweißte Blechkreuze und Stahllaschen. Geknickte Stahlsprossen tragen eine kittlose Verglasung.

Schnittkräfte in Schalenlängsrichtung

º Bauen mit Holz 7/83; Die Bautechnik 11/83; Glasforum 1/84; Detail 2/85

Schnittkräfte in Schalenlängsrichtung bei linearer Spannungsverteilung (Balkentheorie)

mit Sperrholzplatten, beidseitig beplankt, genagelt oder geleimt

Kantholzrippenrost, ausgeblattet, in einer Richtung gekrümmt, mit einseitiger Beplankung

Normalspannung im Querschnitt

1 2 3 mit zweiseitiger Beplankung, einfach gekrümmt 4

»Stahlportalrahmen« BSH-Bögen 25/66 cm Längsträger BSH 23/41 cm + Aufdoppelung 2≈ 23/13 cm Stahlzugstab

5 6 7 8

Druckplatte d = 25 mm Eckwinkel d = 15 mm Sechskantschraube M 24 Durchsteckbolzen Ø 42 mm

Schubkraftverteilung am Auflager

Querbiegung in Folge Gleichlast

º Hölzerne Dachflächentragwerke, in: Holzbau-Taschenbuch, Berlin 1988

245

Tonnenstabwerke

Tragwerke

Tragwerk-Varianten

104 · Kirchen in Zollinger-Bauweise Köln/Leverkusen, D; 1957/1967 Architekten: J. Lehmbrock, K. Schulting, Düsseldorf Tragwerk-Ingenieur: P. Schweiger, München Dachkonstruktion der St.-Albert-MagnusKirche in Leverkusen und der ChristiVerklärungs-Kirche in Köln aus Schalen mit rautenförmiger Anordnung der Holz-

rippen. Gemäß der von Baurat Zollinger Anfang des Jahrhunderts entwickelten Bauweise Rippenelemente im Kreuzungspunkt versetzt angeordnet, um zwei gegenüberliegende Rippen mit dem gleichen Bolzen bzw. Nagel anzuschließen. In einem Fall wurde die Rippenschale mit einem Firstträger, im anderen Fall mit kreuzförmig verlaufenden First- und Gratträgern ausgeführt, die als Drei- oder Zweigelenkbogen die Schalenelemente stützen. Randkräfte an einen Betonbalken auf den Außenwänden abgegeben. Aussteifung der Holzrippen durch die Deckenschalung.

Knotenpunkte von rautenförmig angeordneten Rippen

Spitzbogenform Zollingerbauweise mit versetzt angeordneten und über die Diagonale verschraubten oder genagelten Rippen

mit abgewinkelten Stahlblechen vernagelt

Kreisausschnitt

St.-Albert-Magnus-Kirche in Leverkusen mit liegend eingeschlitzten Stahlblechen vernagelt

Parabelausschnitt

246

Christi-Verklärungs-Kirche in Köln

T-förmiges Stahlblech, eingeschlitzt und verdübelt

Kuppelstabwerke

Anschluss Netzstäbe-Randträger

Tragwerke

105 · Toskana-Therme Bad Sulza, D; 1999 Architekten: Ollertz & Ollertz, Fulda; D Tragwerk-Ingenieure: Trabert und Partner, Geisa; D Die frei geformte Holzrippenschale wurde mit Hilfe eines Rechenprogramms entwickelt, das die Form eines hängenden Seilnetzes simulierte. Kehrt man die errechnete

Form um und ersetzt die zugbeanspruchten Seile durch Druckstäbe und steift die dazwischenliegenden Flächen aus, so erhält man eine vorrangig auf Druck beanspruchte Schale, die entsprechend schlank ausgeführt werden kann. Die Schale selbst wurde möglichst ohne Stahlverbindungsteile (Korrosionsgefahr) aus Einzelstäben zusammengesteckt. Dabei besitzt jeder Stab andere Abmessungen, was über den automatisierten Abbund realisiert werden konnte. Die aus der Schale resultierenden Druckkräfte werden mit den doppelt gekrümmten Randbögen abgetragen.

Eingespannter Druckbogen

Belastung: vertikale Gleichlast horizontale Gleichlast

in Randträger eingelassen, Befestigung mit Keil und Schraubbolzen

Verformung

T-förmiges Stahlblech, verdübelt

Momente

Rippen 16/ca. 24 cm Maschenweite ca. 160/160 cm

K-förmiges Stahlblech, eingeschlitzt und verdübelt

aa

a

a Querkräfte

eingelassener Hartholzkern, T-förmiges Stahlblech, eingeschlitzt

Normalkräfte

247

Tonnennetzwerke

Tragwerke

Lastabtragung von Tonnennetzwerken

Die Dachkonstruktion besteht aus einer verleimten Holzrippenschale mit einer Spannweite von 20 m, die alle 5,5 m auf Auflagerböcken aus Rundholz gelagert ist. Diese leiten sowohl die auftretenden Vertikal- als auch die Horizontalkräfte in die Fundamente ein, wobei die Horizontalkräfte aus der Rippenschale von einem Randträger aus Stahl aufgenommen werden, der zwischen den Stützen liegt. Die Längsaussteifung erfolgt durch eine auf dem Rippennetz aufgebrachte Schalung, während die Halle in Querrichtung durch Rahmen stabilisiert wird.

106 · Reithalle Berlin, D; 1997 Architekt: Sasse&Frode, Berlin Tragwerk-Ingenieure: Natterer Bois Consult, Etoy; CH

a

Die Reithalle besitzt eine Grundfläche von 35 x 45 m. Außer einer Bahn von 20 x 40 m überspannt die Konstruktion 28 Pferdeboxen, einen Gaststättenbereich sowie Büros.

regelmäßig abgestützt a = 1,2 – 2 m

Randträger mit vertikalem Abschluß

zweiteilig, aus Massivholz, verschraubt mit Schale

a

2

1 4 1

2 3

1 2

horizontaler Randträger punktuell abgestützt a=4–6m

3

7 4 5

3

6 7

Holzrippe NH verleimt 6≈ 30/150 mm Rundholz Ø 240 mm Rundholz halbiert 2≈ 1/2 Ø 240 mm Stütze Rundholz Ø 240 mm Zugband Rundstahl Ø 50 mm Zangen NH 2≈ 100/200 mm Stahlhohlprofil | 150/150/10 mm

zweiteilig, aus Brettschichtholz, mit stehenden Lamellen, verleimt mit Schale

a

Randträger in Rippenschale integriert, mit Zugband, Stützen eingespannt a = 12 – 25 m

248

einteilig, aus Brettschichtholz, mit stehenden Lamellen, verleimt mit Schale

Tonnennetzwerke

Randträger senkrecht zur Schale

Tragwerke

107 · Turnhalle Arlesheim, CH; 1997 Architekten: R. Meuli Architekt, Minusio, May Architekten AG, Neuenegg; CH Tragwerk-Ingenieure: Natterer Bois-Consult, Etoy; CH Die Tonnenschale in Holzrippenbauweise der 3-fach-Turnhalle überspannt eine Fläche von 54 ≈ 35 m. Das Dach wird von

zwei übereinanderliegenden Rippenstrukturen getragen. Die obere, geradlinig angeordnete Rippenlage nimmt dabei den Großteil der Kräfte auf, die gekreuzt angeordnete sichtbare Rippenlage dient der Längsaussteifung. Beide geben die aus der Dachform resultierenden Horizontalkräfte auf die in der Dachebene liegenden Druckbögen und den traufseitigen Längsträger ab. Die die Halle drittelnden Druckbögen dienen der Aufhängung von Geräten und deren Zugbänder übernehmen die Horizontalkräfte aus der Schalenkonstruktion. 1 2 3 4 5 6 7

BSH 200/600 mm 3-Schichtplatte 30 mm Bogen BSH 200/600 mm BSH 160/600 mm Rippen geradlinig 45/120 mm Dachschalung 30 mm Rippen gekreuzt 45/200 mm

Gelenkig gelagerter Druckbogen

asymmetrische Last (z.B. Schneelast)

Eigengewicht und konstante Last (z.B. Schneelast)

zweiteilig, aus Brettschichtholz, mit stehenden Lamellen, verleimt mit Schale Auflagerreaktionen

3 zweiteilig, aus Brettschichtholz, mit liegenden Lamellen, verleimt mit Schale

2

4

7 5 6 Bogenschale mit Randträger und horizontalem Zugband

1

zweiteilig, aus Brettschichtholz, mit liegenden Lamellen, verschraubt mit Schale

249

Kuppelnetzwerke

Tragwerke

Klassifizierung von Rippenkuppeln

108 · Sporthalle Oulo, FIN; 1986 Architekt: Risto Harju, Oulo; FIN Tragwerk-Ingenieur: Pekka Heikkilä, Oulu; FIN Die runde Sporthalle besitzt einen Innendurchmesser von 115 m und eine Höhe von 25 m. Damit ergibt sich für die Kugelkalotte ein Radius von ca. 90 m. Die Kup-

pel basiert auf dem hexagonalen Konstruktionsprinzip. Die primäre Tragkonstruktion besteht aus Furnierschichtholzträgern. Alle Knotenpunkte sind in Holz-BetonStahl- Mischkonstruktion ausgeführt. Die Stahlbleche an den Enden der zweiteiligenTräger sind als doppelseitige Nagelplatten ausgebildet und wurden vor dem Verleimen eingebracht. Nach dem Verschrauben mit dem zentralen Knotenelement wurde der ganze Knotenbereich mit wasserarmen Beton ausgegossen, womit die Brandschutzanforderung von F 30 sichergestellt werden konnte.

Knoten von Netzwerkkuppeln

Radialrippen, Trapezfelder mit Diagonale ausgefacht

1

2 Radialrippen, Trapezfelder K-förmig ausgefacht

3 4 5

Furnierschichtholzträger zweiteilig, verleimt FSH 148 – 204/700 mm Anschlussblech als doppelseitiges Nagelblech zentrales Stahlknotenelement Verschraubung hochfest M 20 Verguss mit wasserarmem Beton

Eingeschlitztes Blech in Rippen eingedübelt

1 4

5

Stahlrohr mit oben- und unten liegenden Blechlaschen

Radialrippen, Trapezfelder kreuzförmig ausgefacht 3

1

2

a

a

1

aa Radialrippen mit Lamellen ausgefacht

250

2

eingeschlitzte Stegplatte mit Gelenkkonsole

Kuppelnetzwerke

Knoten von Netzwerkkuppeln

Tragwerke

109 · Messehalle Brüssel, B; 1988 Architekten: J. v. Pottelsberghe de la Potterie Tragwerk-Ingenieure: A. v. Wetter, Brüssel, Dr. Waldner AG und Blumer AG, Herisau, CH

Bogenkuppel h≈

Die 74 m weit gespannte und 141 m lange Ausstellungshalle der Brüsseler Messe ist als zylindertonnenförmiges Netzwerk mit abgewalmten Giebeldächern ausgeführt. Die Hauptbögen setzen sich polygonartig aus ca. 13,5 m langen geraden BSH-Stäben zusammen, die biegesteif miteinander verbunden sind. Diagonal laufende, in den Knoten eingespannte Rippen ergänzen die Meridiane zu einem Netzwerk aus ebenen Dreieckfacetten. Knoten aus achteckigen BSH-Prismen mit Stahllaschen, die sowohl die Einspannwirkung als auch einen hohen Feuerwiderstand gewährleisten. Die Holzkonstruktion lagert auf ca. 6 m hohen Stahlbetonwiderlagern. Dachelemente als vorgefertigte Scheiben aus Holzrahmen und isolierten Spannplatten selbsttragend.

Rahmenkuppel 1 2

º Bauen mit Holz 2/89; db 4/89; Schweizer Holzzeitung 1/89

I 50

Rundeisen Ø 16 mm Stahlblech mit angeschweißtem Rohr

3 4

Stahlplatte d = 12 mm Steckbolzen

h≈

I 75

ausgesteiftes Stahlprofil mit angeschraubten Stahllaschen

Rippenkuppel h≈

I 100

Stahlknoten mit angeschraubten U-förmigen Nagelblechstegen Stabwerkskuppel h≈

Hartholzblock mit eingeschlitzen Stegen, Schlitzblech mit Anschlussrohr (System »Blumer«)

I 200

Rippenschalenkuppel h≈

I 300

251

Kuppelnetzwerke mit Schalen

Tragwerke

Geometrisch zusammengesetzte Formen von Gitterkuppeln

Holzrippenschalen aus BSH und Brettlagen

110 · Büro und Wohnhaus Hirituka City, Kanagawa, J; 1988 Architekt: Shinji Yoshino, Tokio Tragwerk-Ingenieure: TIS & Partner

Aufsicht

Ansicht

diagonal über Quadrate zwischen Randbögen gespannt, mit kreuzförmigem Lichtband

Eine Holzgitterschale diente als Rüstung zur Herstellung von fünf Betonschalen, die das geschwungene Dach bilden. In der Bauphase bildet die Holzkonstruktion den doppelt gekrümmten und stützenfreien Unterbau der Schalung. Im endgültigen Zustand verbleibt sie als sichtbares Deckenelement ohne tragende Funktion. Die Holzrippen wurden in einem quadratischen Raster mit 50 cm Seitenlänge am Boden montiert. Sie bestehen aus zwei Brettlagen, die in den Kreuzungspunkten verbolzt sind, und Futterhölzern. Nach dem Aufziehen Verbindung mit den Bandgliedern aus Holz in der endgültigen Lage. Zuschnitt der überstehenden Rippen am Rand. Nach dem Aufbringen der verlorenen Schalung und einem Armierungsrost konnte die Schale betoniert werden.

Rippe mit drei Brettlagen

º Space Design 1/89

1 2 3 Aufsicht

4 5 6

BSH 7/3,5 2≈ 17/1,5 Füllholz BSH 7/3,5 Å-Profil h = 250 mm Schraubenbolzen M 10 Betonschale

Rippe mit Ringrippe und diagonaler Brettlage

Ansicht

Querschnitt

zwischen den diagonal angeordneten Randbögen orthogonal gespannt

Rippe mit Diagonalrippen und einer Brettlage

252

Kuppelnetzwerke

Aufbau von Gitterschalen

Tragwerke

111 · Kindergarten Triessen, FL; 1998 Architekten: Effeff AG, Triessen; FL Tragwerk-Ingenieure: Natterer Bois-Consult, Etoy; CH Den Kindergarten mit einer Grundfläche von 17 ≈ 17 m überspannt eine Kuppelschale aus einem Netz von zusammengeschraubten Brettrippen, die seitlich durch

Randbögen aus Stahlprofilen gehalten werden und nur in den Ecken aufgelagert sind. Der Abstand der diagonal zwischen den Eckpunkten verlaufenden Rippen wurde so reduziert, dass diese bereits 50% der anfallenden Lasten übernehmen und direkt in die Fundamente ableiten. Die Randbögen und die auf Lücke verlegte Schalung verleihen der Schale die notwendige räumliche Stabilität, was vorallem bei einseitiger Lastbeanspruchung wichtig ist. Aufgrund des umlaufenden Ringträgers gibt es keinen Horizontalschub auf die Fundamente.

Maßnahmen gegen die Gefahr des Knotendurchschlages

Verringerung der Radien der Kugelkalotten: R2 < R1 Verringerung der Kontingenzwinkel β1 < β2

zweilagige, orthogonale Rippen mit Diagonalschalung aa

a

a

Rippen, zweilagig, orthogonal, Schalung diagonal übereinander gekreuzt 1 2 3 4 5 6 7

vorgespannte Dachmembrane, glasfaserarmiert, Vorspannung 1,5 kN/m Abstandhalter Kunststoffrohr Ø 27 mm transluzente Wärmedämmung 120 mm Dampfsperre PE-Folie Sparschalung 27/120, Abstand 60 mm Tragrippen gekreuzt, jeweils vier Bretter 27/160 mm verschraubt Randträger IPE 270 3

2

Biegesteife Knoten ermöglichen die Aufnahme von Momenten

1

5 6

4

7

Verringerung der Kontingenzwinkel β2 < β1 durch Knotenverlagerung auf 2. Kugeloberfläche

vierlagige orthogonale Rippen mit Diagonalschalung

Rost in Brettstapelbauweise orthogonal mit Futterhölzern

Kuppeln aus mehreren stärker gekrümmten Teilen (1) zusammengesetzt, die die Gefahr des Knotendurchschlages verringern (nach Klöppel)

253

Kuppelnetzwerke

Tragwerke

Flächenverhältnisse von Kugelkalotten und gleichem Radius für geodätische und Größtkreisnetze

112 · Oberschule für Holzfachkunde Nantes, F, 1995 Architekten: J.-P. Logerai, Anger (f) Tragwerk-Ingenieure. ICS Bois, M. Flach, J. Natterer, PeiseyNancroix (F)

Oberfläche 100 %

Runde Holzstützen tragen eine orthogonale, quadratisch angelegte Hauptträgerlage. Darauf wurde diagonal ein KantholzRost angeordnet, in den eine kreisrunde Rippenkuppel in Brettstapelbauweise eingeschrieben ist. Die Horizontalkräfte der Kuppel nimmt ein Ring aus BSH auf. Die vertikale Lastabtragung der Kuppel geht über Holzstützen, die gleichzeitig das Traggerüst des Kegelstumpfes bilden. Dessen Holzschalung übernimmt die Abtragung der Windkräfte.

Kuppelauflager

h =1 r

mit Hartholzblock und Lasche

Grundfläche 100 %

Oberfläche 67 %

h 2 = r 3

1 2 3

äußerer Ring BSH 210/212 mm Träger Kuppel Brettstapel 136/168 mm Speiche NH 112/201 mm

1 2 3 mit Hartholzblock und Schlitzblech an U-Schiene befestigt

Grundfläche 89 %

2 2

3

1

Oberfläche 50 %

Grundfläche 75 %

254

h 1 = r 2

auf T-Profil mit einbetoniertem Bolzen

Kuppelnetzwerke

Kuppelauflager

Tragwerke

setzt. Die Tragelemente der Rippenkuppel sind entsprechend geodätischer Linien angeordnet, um eine zweiachsige Krümmung zu vermeiden. Im flachen Außenbereich sind sie wegen der hohen Biegebeanspruchung verleimt, im Zentralbereich der Schale lediglich vernagelt. Auf dem Rippennetz ist eine Lage stehender Bohlen angeordnet, die auf der Baustelle kreisförmig gekrümmt und untereinander und mit den Rippen verschraubt wurden. Der Querschnitt der Bohlen variiert je nach Spannweite bzw. Krümmungsradius.

113 · Schwimmbad Saint Quentin en Yvelines, F, 1997 Achitekten: M. Carduner und Partner, Paris (F) Tragwerk-Ingenieure: ICS Bois, M. Flach, J. Natterer, Peisey-Nancroix (F)

Das torusförmige Dach mit einem Durchmesser von 54 m überdeckt als Kreisausschnitt von 225° das Restaurant, die Umkleiden und die Technikräume der Schwimmbadanlage. Die Holzschale ist auf Stahlbetonstützen im Randbereich und auf einer zentralen Krone in der Mitte aufgelagert, die ebenfalls aus Stahlbeton ist. Im Randbereich befindet sich ein liegender gekrümmter Brettschichtträger, der als Zugring dient. Für die auf Zug beanspruchten Montagestöße wurden BVD-Verbundanker einge-

eingeschlitzes, U-förmiges Blech an Stahlprofil geschraubt, mit Epoxidharz vergossen

Lastabtragung Kuppelnetzwerke

4 3 7.50

24.10

6.00

8

A

1 B

% von I voll A

100 90 80

60

7 6

50 40

verdübelte Laschen an verstärktes Stahlprofil geschraubt

1 2 3 4 5 6

BSH 188/264 mm vernagelte Brettstapel 6≈ 33/188 mm Randträger BSH 212/594 mm und 212/280 mm Verbunddübel (BVD Bertsche System) Randträger BSH 112/585 mm Holzschraube und Einpressdübel

30 20 6-Teilig

0.0 5-Teilig

9

Schlitzblech Rillennägel 6/60 mm Stahlbetonstütze

4-Teilig

7 8

3-Teilig

2

2-Teilig

9

1-Teilig

B

I eff

70

1

3

Steifigkeit der Rippen: Die Rippen bestehen aus mehreren Lagen Brettern, die durch Vernagelung untereinander verbunden sind. Dadurch entsteht ein nachgiebig verbundener Querschnitt, der je nach Anzahl der Einzelteile und je nach Spannweite nur ein Bruchteil der Steifigkeit eines homogenen Querschnitts (z.B. durch Verleimung) erreicht.

Vergussdübel und verstärktes Stahlprofil

255

Kuppelnetzwerke

Tragwerke

Zweiläufige Brettstapelkuppeln

114 · Multihalle Mannheim, D; 1975 Architekten: C. Mutschler und Partner, Mannheim F. Otto und Partner, Warmborn; D Tragwerk-Ingenieur: Ove Arup und Partner, London; GB

über Dreieckgrundriss

Schalenartiger Lattenrost mit einer überdeckten Fläche von 4700 m2, Spannweiten bis zu 60 m als räumlich gekrümmtes Stabrosttragwerk. Dieses bildet in ebenem Zustand einen gleichmaschigen orthogonalen Rost von 50 x 50 cm. Latten 5 x 5 cm in zwei bis vier Lagen. Durch das Hochziehen der Schale Krümmung und Ver-

schiebung der Quadrate zu Rauten mit Winkeln von 70° bis110°. Kraftübertragung im Knotenpunkt über Reibung zwischen den Hölzern, durch Verbindung mit Bolzen und bis zu drei Tellerfedern, um den Reibungswiderstand zu gewährleisten. Die Form der Schale ist so gewählt, dass bei vertikaler Gleichlast nur Druckkräfte auftreten. Die für die Dimensionierung des Tragwerkes ausschlaggebenden einseitigen Schnee- und horizontalen Windlasten werden durch die Biegesteifigkeit des mehrlagigen Lattenrostes und durch die Zugseile, die diagonal zu den Rauten verlaufen aufgenommen.

Knotenausbildung

º Baumeister 8/1975 S. 702 The Structural Engineer 3/1975 S. 99 Holzbau 6/1975 S. 162

mit Schraubbolzen

über Quadratgrundriss mit zur Diagonale hin verdichteter Sequenz der Rippen und vertikalen Randbögen

a

a

a

Seilränder Holzbalken Betonränder Bögen

abwechselnd durchgehende Brettstapel geschraubt, genagelt, oder nagelpressverleimt mit Futterhölzern

über Rechteckgrundriss mit zum Mittelpunkt der Kuppel hin geneigten Randbögen

1 Kanthölzer 5/5 cm keilgezinkt 2 Bolzen ø 8 mm 3 Unterlagscheibe ø 55 mm 4 Tellerfeder ø 35 mm 5 Abstandhalter

6 7 8 11

Nagelleiste Dachhaut Langlochbohrung Randbrett aus Furnierplatten 12 Stahlprofil als Auflager

1 4 aufgenagelte Furniere oder Stahlplatten 5

als Größtkreisnetz mit vertikalen Rundbögen

1

2

1

2

a

3

aa

als Größtkreisnetz mit horizontalem Druckring oben und Zugring am Auflager

256

mit Hartholzsperrholz- oder Betonblock und aufgenagelte Platten

Kuppelnetzwerke

Rippenschalen in Brettstapelbauweise

Tragwerke

115 · Ausstellungspavillon Nara, Japan; 1987 Architekten: Masahito Kibayasni, Kikutake & Ass. Tragwerk-Ingenieure: Maeno, Wada, Nagase, Hisatoku Zwei Ausstellungspavillons und ein Informationszentrum werden von jeweils einem räumlich gekrümmten Lattenrost überdeckt. Formfindung anhand von Drahthängemodellen, die anschließend als mathematisches Modell berechnet und analysiert wurden. Die Biegespannung in

Folge der Vorbiegung der 4/7 cm Latten ist durch Einhaltung eines Mindestradius begrenzt. Die Form wurde so festgelegt, dass unter Eigengewicht nur Membranspannungen auftreten. Die Latten sind im Abstand von 50 cm in vier gekreuzten Lagen aufgebracht. Biegesteifigkeit örtlich durch Füllhölzer, Scheibenfestigkeit durch Stahldiagonalen erhöht. Schale aus 4 m breiten, vorgefertigten gekrümmten Einzelelementen zusammengesetzt. Verbindung über Bolzen und Stahlplatten. Eine 3 m hohe umlaufende Stahlbetonwand bildet den Unterbau. Die Dachhaut besteht aus einer Membrane.

Brettstapel-Kuppel, Verformungen

º Space Design 1/89

Geometrie im Grundriss

Geometrie in der Schrägansicht

Brettstapelnetz wird zur biegesteifen Rippenschale aus Einzelbrettern kontinuierlich verschraubt

Nara Pavillon 62,5 m Verteilung der Winddruckbeiwerte

Theme Pavillon 104,5 m

Information Office 39,5 m

Verformung in Folge Eigengewicht und Schneelast

Verformung in Folge Eigengewicht Schneelast und Wind Gitterrost aus Riegelquerschnitten, mit Bolzen verbunden

º Diplomarbeit bei ETH Lausanne und Ruhr-Unversität, Bochum, 1990

257

Sattelschalen, Hyparformen

Tragwerke

Hyparschalen

116 · Faulerbad Freiburg, D; 1981–1983 Architekten: H. D. Hecker, Freiburg Tragwerk-Ingenieur: M. Scherberger, Freiburg

für l1 = l2 Randbalken l l h=b= – 60 80 l = 14 – 60 m (2–3 bzw. 4–5 Brettlagen ~ 21 m) durchgehend keilgezinkt

Überdachung des Hallenbades mit 10 aneinandergereihten Hyperparaboloidschalen. Schalenelemente auf je 4 Stahlbetonstützen, die in 2 Reihen im Abstand von 21 m stehen. Elemente zur Fassade frei auskragend, in den Hochpunkten im Mittelfeld von unterspannten Luftstützen

unterfangen. Jedes Schalenelement als Nebentragsystem durch drei gekreuzte 22 mm dicke Brettlagen schubsteif ausgebildet. Randglieder aus zweiteiligen verwunden geleimten BSH-Trägern. Fuge zwischen den Elementen als Lichtband oder zur Entlüftung. Stabilisierung durch Scheibenwirkung der Schalenelemente, Durchlaufwirkung infolge der Abspannung und durch Stützeneinspannung. Dachhaut aus PVC-Belag auf PU-Schaumisolierung. Herstellung der Schalenelemente auf dem Boden neben der Baustelle, Einhub mit Kran.

Aufbau von Hyparschalen

º Bauen mit Holz 12/86

Randglied und Rippen aus Rundholz mit diagonal angeordneten Brettlagen

Zusammengesetzte Hyparschalen

Kragschalen mit Dreipunktlagerung und Zugband zwei diagonal angeordnete Brettlagen, mit zweiteiligem Randglied nagelpressverleimt

1 2 3 4 5 6

Schale I Schale II Schale III Stütze Randglied 2≈ 20 ≈ 70 cm Stabdübel Ø 12, Ø 24 mm

7

St 37 t = 50 mm 8 Rundstahl Ø 70 mm, Ø 120 mm 9 Knotenplatte t = 20 mm 10 Geka-Dübel

Kragschalen mit Vierpunktlagerung und Zugband drei diagonal angeordnete Brettlagen

Kragschalen mit Lichtbändern, Fünfpunktlagerung, Zugbänder

258

Randglied und Rippen aus Brettschichtholz gedrillt verleimt

Sattelschalen, Hyparformen

Eckausbildung von Hyparschalen

Tragwerke

117 · Mehrzweckhalle Leuk, CH; 1986 Architekten: H. und P. Wenger, Brig, CH Tragwerk-Ingenieur: H. Gasser, Lungern, CH Die im Grundriss sechseckige Mehrzweckhalle ist mit einer Holzschale aus sechs gleichen hyperbolischen Paraboloid-Elementen überdacht. Das 260 m2 große Dach stützt sich in den sechs Tief-

punkten auf. Jedes Schalenelement wurde auf einer Lehre mit zwei gekreuzten 24 mm dicken Brettlagen und BSHRandgliedern hergestellt. Die parallelen Bretter wurden in ihrer Ebene gebogen und ohne klaffende Fuge verlegt. Verleimung mit dem Bandträger und der Bretter untereinander mit Resorcinharz mit Pressdruck durch Nagelung bzw. Verschraubung. Die fertigen Schalenteile wurden per Kran eingehoben und verbunden. Die Unterseite ist sichtbar gelassen, die Oberseite ist isoliert und mit einer KunststoffDachbahn abgedeckt.

Erzeugen einer Hyparfläche

als Regelfläche

zwei diagonal angeordnete Brettlagen mit zweiteiligem Rand, Eckverstärkung aufgeleimt

als Translationsfläche

1 Eckverstärkung als Sperrholz- oder Stahlplatte, aufgenagelt

2 3 4

Hauptträger BSH 12/35 cm Randträger BSH 2≈ 8/12 cm Schalung 24 mm Metallschuh

zwischen zwei stehenden Parabeln hängt eine Schar gleicher Parabeln

eine Schar gleicher, stehender Parabeln hängt an einer Parabel

eingelassene Platte und Holzkeil verleimt

alle vertikalen Schnitte: Parabeln

Schlitzblech und Hartholzkeil verdübelt

alle horizontalen Schnitte: Hyperbeln

259

Sattelschalen, Translationsformen

Tragwerke

Baugruppen

118 · EXPODACH Hannover, D; 2000 Architekten: Th. Herzog + Partner, München; D

1 2

3

1 Kragträger 2 Stahlpyramide 3 Turmkonstruktion

Schwingungsverhalten

Torsionsschwingung f = 0,45 Hz

Pendelschwingung f = 1,23 Hz

»Schmetterling« f = 1,93 Hz

260

Tragwerk-Ingenieure: IEZ Natterer GmbH, Wiesenfelden; D Peter Bertsche, Prackenbach; D Ingenieurbüro ks, Martin Kessel, Dirk Gnutzmann, Hildesheim; D

Jeder einzelne Schirm besteht aus mehreren Baugruppen: vier Schalenflächen, vier Kragträgern, einem zentralen Stahlpyramidenstumpf und der Turmkonstruktion. Die Schalen sind als Brettstapelkonstruktion mit sich rechtwinklig kreuzenden Rippen ausgeführt, mit einer transluzenten Kunststoffdachhaut bespannt und überdecken jeweils eine Fläche von 19 ≈ 19 m. Die vertikalen Abstände zwischen Tiefpunkt und den Hochpunkten betragen 6 m. Jede Schale überträgt als Sattelfläche die Belastungen aus Eigengewicht (37 t), Wind und Schnee auf die Randträger. Die Lastabtragung erfolgt sowohl durch Schalenwirkung als auch durch Biegetragwirkung. Der frei auskragende Kragträger übernimmt die Lasten aus den Randträgern (Übertragung an der Spitze) und aus der Schale (Übertragung kontinuierlich am Untergurt). Der Untergurt des Kragträgers folgt der Krümmung des Schalenrandes und ist im äußeren Drittel mit dem Obergurt zusammengefasst. Zur Schirmmitte hin nimmt die Bauhöhe entsprechend der Beanspruchung zu. Die vier Kragträger sind an dem zentralen Stahlpyramidenstumpf angehängt, der alle Kräfte aus dem Dachbereich in die Turmkonstruktion umlenkt. Über die Turmkonstruktion aus 4 zusam-

Aufbau von Holzrippenschalen in Brettstapelbauweise je nach Steifigkeit der Verbindungsmittel von Membranen bis zu biegesteifen Rosten

Sattelschalen, Translationsformen

Tragwerke

Schneelastannahmen

1

100 %

100 %

100 %

100 %

75 %

95 %

75 %

95 %

voll

2

mengesetzten Rundholzstützen und dreiecksförmigen Aussteifungsscheiben werden alle horizontalen und vertikalen Lasten in die Gründung übertragen. Der zentrale Pyramidenstumpf ist gelenkig mit den vier Stützenköpfen verbunden, so dass nur Normal- und Querkräfte übertragen werden. Die Aussteifungsscheiben übernehmen die gesamten horizontalen Belastungen aus Windbeanspruchung und unplanmäßiger Schiefstellung der Konstruktion. Die Auflagerkräfte werden an den Stützenfußpunkten über Stahlfüße auf die Fundamente übertragen. Die Gründung besteht aus jeweils 4 Großbohrpfählen Ø 120 cm mit Längen von 10 bis 15 m, verbunden durch einen Stahlbetonkranz. Bei der Entwicklung des Tragwerks spielten Windkanalversuche eine große Rolle. Es ergaben sich ungünstige Schneelastverteilungen unter Windeinwirkung auf den einzelnen Schirmschalen. Außerdem stellte sich heraus, dass sich unter Seitenwindeinfluss eine starke zusätzliche Belastung nach unten einstellte. Eine abhebende Sogwirkung war zu vernachlässigen.

1 2 3 4 5

Gitterschalen Kragträger Stahlpyramidenstumpf Turm mit 4 Vollholzstäben Stahlfüße

3 umgelagert Seitenwind

4

30 %

100%

60 %

30 %

5 umgelagert Wind über Eck

+0,8

+1,20

+0,5

+0,75

Aerodynamisches Verhalten (Kraftbeiwerte) max V

261

Hängeschalen, Membranformen

Tragwerke

Zusammengesetze Hyparschalen

119 · Fertigungspavillon Bad Münder, D; 1987 Architekten: Frei Otto und Planungsgruppe Gesternig, Bremen Tragwerk-Ingenieure M. Speich, F.-J. Hinkes, Hannover In einer Symmetrieachse tragen zwei in sich ebene Dreigelenkrahmen, die aus der Vertikalen nach außen geneigt und mit Querstäben zugfest verbunden sind. Über die eingespannten Außenwandstützen verläuft ringsum ein Traufriegel

als horizontaler Pfettenrahmen. Als Tragglieder für die Dachhaut dienen Hängerippen, die vom Dreigelenkrahmen zum horizontalen Traufpfettenrahmen verlaufen und einen einheitlichen Krümmungsradius von 20 m aufweisen. Diese Hängerippen bilden als Sattelfläche eine freie Membranform zwischen geraden Randgliedern. Auf die Rippen aufgebracht ist eine DachRauspundschalung. Rechtwinklig zu den Hängerippen verlegte Zugbänder verhindern ein Ausweichen der Dreigelenkrahmen aus der Rahmenebene bei asymmetrischer Belastung.

Hängedetails

º Bauen mit Holz 3/88

Kehlfalten fallen auf einen gemeinsamen Tiefpunkt ab

beidseitig mit Stabdübeln angeschlossen

Gratfalten steigen zu einem gemeinsamen Hochpunkt an

Blechlasche eingeschlitzt

drei sich durchdringende, gleiche Hypar-Sattelflächen mit schrägen äußeren Hyperbelbögen als Randbegrenzung

1

2 3 4

5

vier gleiche, radial angeordnete Hyparflächen mit senkrechten äußeren Parabelbögen

262

Außenwandstützen 20/50 –100 cm Traufriegel BSH 21/45 cm Strebe 20/30 cm Dreigelenkrahmen BSH 20/65–45 cm Querstäbe 10/35 cm

6 7 8 9 10 11 12 13

Kehlriegel 20/30 cm Hängerippen 6,5/9,3 cm Windrispen 2/60 mm Geka Ø 80 mm einseitig Bolzen Stabdübel BMF-Lochplatte Stahlblech

Blechlaschen beidseitig aufgenagelt

Hängeschalen, Translationsformen

Auflager von Hyparschalen

Tragwerke

120 · Pavillon Dortmund, D; 1969 Tragwerk-Ingenieur: G. Scholz, München Beratung: Natterer Bois Consult, Etoy; CH Pavillon für die Gartenschau 1969 in Dortmund. Hängeschale auf dem Grundriss eines Karos. Zwischen den Hoch- und Tiefpunkten zweiachsig gekrümmte und gedrillte Randglieder aus Brettschichtholz,

2x 18,0 cm hoch und 1,4 m breit. Abstützung der Hochpunkte durch Kreuzstützen und zwei bzw. ein Abspannkabel. Als Haupttragelement hängen zwischen den Hochpunkten und den Randgliedern konkav gekrümmte Rippen, 20 x 20 cm, Abstand 1,5 m, größte Spannweite 65 m. Die Randglieder führen die Zugkräfte aus den Hängerippen mit entgegengesetzter konvexer Krümmung in drei, im Winkel von 45° verlegte und schubsteif vernagelte Brettlagen. Zur Erhöhung der Beulsteifigkeit wurde die Hängeschale durch Kabel vorgespannt.

Tragverhalten von Hyparschalen

auf Stahlstütze, Zugband zur Aufnahme der Horizontalkräfte

3 2 5

Unter gleichmäßig verteilter Last vereinigen sich die Kräfte am Rand zu resultierenden Kräften, die in Richtung des Randes verlaufen 1 2

Zugbogen Druckbogen

1 4 5 2 auf Betonwiderlager mit Kippgelenk

Horizontalkräfte aus der Sattelfläche können durch Zugbänder zwischen den Auflagerpunkten aufgenommen werden

3

1 2

Hängerippen 20/24 cm Druckstützen in Kreuzform mit gegenläufigem Querschnitt 28/50 – 250 cm und 28/50 – 160 cm

3 4 5

1

4

Spannkabel aus 91 bzw. 217 Einzeldrähten Ø 7 mm als Paralleldrahtbündel Brettlagen 24 mm und 2x 16 mm gekreuzt Zweiseitig gekrümmte und gedrillte Randglieder 36/140 cm geeignete Kombinationen mehrerer Sattelflächen ermöglichen, die Zugbänder in die Außenwände zu legen H = Xy ·

l l2 · n 8f

V = Xx · q

l l · n 2

Xx' X y = Lastenaufteilungsfaktoren auf Stahlstütze mit Zugbändern als Ringanker

1

4

1

l = Abstand der gegenüberliegenden Schalenhoch- bzw. Tiefpunkte gemessen in der Projektion

263

Hängeschalen, Rotationsformen

Tragwerke

Erzeugung einer doppelt gekrümmten Form durch Rotation

Hängerippenanschlüsse an Randglieder und Auflager

121 · Recycling-Halle Wien, A; 1981 Architekt: L. M. Lang, Wien Tragwerk-Ingenieure: Natterer und Dittrich Planungsgesellschaft, München

Rotations-Paraboloid, mit Kreis und Parabel auf gleichen Radien um eine Rotationsachse

Zeitförmige Hängedachkonstruktion für eine Müllaufbereitungsanlage mit 170,6 m Durchmesser. Die Form der 48 radial angeordneten Hängerippen wurde so bestimmt, daß unter symmetrischen Lasten nur Zugkräfte entstehen. Einseitige Lasten werden durch die Pfettenringe auf die Dachfläche verteilt und beanspruchen die Rippen auf Biegung. Das durch die Rippen und die Pfetten gebildete Netzwerk wird durch eine diagonal verlegte Bohlenlage und Verbände in den Randbereichen zu einem schubsteifen Netz vervollständigt. Dadurch ist die Aussteifung der Rippen und eine Schalenwirkung gewährleistet. Der zentrale 67 m hohe Stahlbetonzylinder ist am Fuß eingespannt und nimmt neben den einseitigen Montagelasten einen Teil der Windlasten auf. Die 11 m hohen Randauflager sind als dreiecksförmige Stahlbetonscheiben mit Einzelfundamenten ausgebildet, um die Verankerungskräfte der Rippen ohne große Verformung aufnehmen zu können.

doppeltes Zugband mit Rundstahldollen und Nagelblechverstärkung

º Küttinger, Holzbau-Konstruktionen, München 1984 Translations-Paraboloid, mit Kreis und Geraden

Träger mit Stahlzugband über Nagelplatten und Gelenkbolzen

aus Kreisausschnitten, Sinuslinien, Parabeln oder Hyperbeln um eine Rotationsachse Torusausschnitte geometrisch definierbarer Formen

1

Hängerippe BSH 20/80 –110 cm

2 3

Ringpfette BSH 12/39 cm Stahlring

4 5

Gelenkwelle 90 mm Nagelblech

6 7 8 9

Fußplatte Stege Dachrinne BSH 12/39 cm

zweiteilige Rippe und Stahlzugband über angedübeltes Futterholz mit Stahlgegenplatte

264

Hängeschalen, Membranformen

Hängerippenanschlüsse an Pylone

Tragwerke

122 · Solebad Bad Dürrheim, D; 1987 Architekten: Geier & Geier, Stuttgart Tragwerk-Ingenieure; Wenzel, Frese, Pörtner, Haller, Barthel, Karlsruhe; Linkwitz, Preuss, Stuttgart (Formstudie). Eine Holzrippen-Hängeschale spannt sich zwischen 5 Baumstützen und den Randbögen über die 1500 m2 große Badeanlage. Die Form der Schale wurde nach der Vorgabe der Randbedingungen so bestimmt, dass die Lasten weitgehend im Membranspannungszustand abgetragen werden. Die doppelt gekrümmten und ver-

wundenen Meridian- und Ringrippen aus BSH sind in den Kreuzungspunkten miteinander verzahnt. Sie wurden in ihrer rechnerisch ermittelten Form hergestellt und folgen näherungsweise den Hauptspannungstrajektoren. Eine zweilagige, diagonal gekreuzte Holzschalung verleiht der Schale eine hohe Schubsteifigkeit. Anschluss an die Baumstützen und die Randauflager über tangential zur Schalenfläche geneigte BSH-Bögen. Die aus BSHSegmenten hergestellten Baumstützen können über Pressen angehoben werden. Verbindung der Randträger mit den Fassadenstützen aus vergossenen Kugelkopfgelenken. Dachhaut aus PVC-Folie.

Rotations-Schalen

Verformungen unter Wind und einseitigem Schnee (Verformungen stark überhöht)

º Detail 6/87; Bauen mit Holz 5/87; DBZ 11/88

mit eingeschlitztem }-Profil in Auflagerring eingehängt Computerzeichnung des berechneten Systems

Konstruktionsschnitt

mit Stahlplatte zwischen Doppelträger mit Stabdübelkreis

Radialsystem mit Drucksystem 1 2

mit Nagelplatten und Gelenkbolzen

BSH 12/24 cm BSH 30 ≈ 16 ≈ 3 cm

3 4

Alu-GussStützenkopf BSH 14/12 cm

5 6

BSH 20,5/20 cm BSH 12/12 cm

7 8 9

Stabdübel 18/270 mm Sperrholzteil Eckauflager

Radialsystem mit Druckringen zur Aussteifung der Schale gegen einseitige Lasten und abgespannten Hängebögen als Randträger

265

Türme

Tragwerke

Turmsystem-Varianten

123 · Glockenturm Eichstetten, D; 1977

Anschluss Windverbanddiagonale für Haupttragsysteme aus Rundstahl

Entwurf und Tragwerk: W. Hirzle, Umkirch

aus geraden Stäben mit Einspannung über Dreipunktlagerung

Freistehender Glockenturm zu einer Aussegnungshalle, bestehend aus zwei V-förmigen Gabeln, von denen sich die eine nach unten, die andere gegenläufig nach oben öffnet. Die konischen Strebenhölzer kreuzen sich zur Vermeidung von Biegemomenten in Höhe der Glockenachse. Ein dreieckförmiger Rahmen verwindet die Streben an der Spitze und formt mit den Pfetten die geneigte Dachfläche. Der dreifüßige Strebenbock wird durch Normalkräfte stabilisiert. Die Knicklänge der Streben wird durch die gegenseitige Verbindung in den Kreuzungspunkten vermindert. Gründung auf Einzelfundamenten aus Beton. º Bauen mit Holz 3/78

Verband aus Stahlrohr und Rundstahldiagonalen

Verband aus Holz mit Balkenschuh, Diagonalen aus Rundstahl mit Gewinde

aus Brettschichtholzträgern

1

2

3 4

BSH-Streben konisch 18–40/18 cm Bolzen und Stabdübel Ø 12 mm Einlassdübel Ø 65 mm Konsole für Motor

Verband aus Holz mit Balkenschuh, Diagonalen aus Rund- oder Flachstahl mit Spannschlössern

266

Türme

Anschluss Windverbanddiagonale für Haupttragsysteme aus Flachstahl

Tragwerke

124 · Aussichtsturm

Raumtragwerke

Lausanne, CH; 2003 Architekten: Ville de Lausanne B. Bolli, R. Mohr, Lausanne (CH) Tragwerk-Ingenieur: Bois-Consult Natterer, Etoy (CH)

Holz an Winkelprofil, Zugdiagonalen angeschraubt

Auf dem Aussichts- und Observationsturm mit einer Gesamthöhe von 36 m befindet sich in 30 m Höhe eine Aussichtsplattform. In 9 m und in 20 m Höhe ist jeweils ein Zwischenpodest vorgesehen. Der Durchmesser des kreisförmigen Grundrisses verjüngt sich von 12 m an der Basis auf 6 m unterhalb der Plattform. Auf dieser Kegelstumpfschale sind regelmässig 24 halbkreisförmige Stützen angeordnet. Sie bilden das äußere Auflager für die doppelte Wendeltreppe, die zwei vollständige, voneinander getrennte Treppenläufe formt. Mittig sind die Stufen aus Douglasie-Vollholz mit einem Querschnitt von 20/40 cm über eine Metallspindel gesteckt. Die obere Aussichtsplattform und die zwei Zwischenpodeste bestehen aus vollflächigen, vernagelten Brettstapelelementen.

Belastung: horizontale Gleichlast

Verformung

4

5 2

Normalkräfte

Holz an Z-Profil, Diagonalen an gegenüberliegendes Auflagerprofil geschraubt

A

aa b b 4 2

5

bb

4

a 2 1

2 Holz auf Hauptträger liegend, Anschluss über gewinkeltes Nagelblech, Diagonalen aus Flachstahl mit Spannschrauben

3

a

Podest, Brettstapelelement h = 20 cm Podestträger Douglasie 20/20 cm Blockstufe Douglasie

5

4

5

40/20 cm Stütze, Verbundquerschnitt 1/2 Ø 35 cm und 20/20 cm Randträger gekrümmt BSH 10/20 cm

aus zwei U-Trägern mit Treppe, Einspannung über Vierpunktlagerung jedes Profils

267

Türme

Tragwerke

Raumtragwerke, Fachwerk-Varianten

Anschluss von Aussteifungsstäben für Haupttragsysteme aus Holz

125 · Aussichtsturm Venne, D; 1976 Architekten: Hochbauamt Osnabrück Tragwerk-Ingenieure: W. Seifert, F. Schnieder, Bramsche

Richtungswechselnde Diagonalen, ohne und mit Horizontalstäben

18 m hoher Aussichtsturm mit quadratischem Grundriss. Vier Stützen aus je zwei verdübelten Vollholzquerschnitten mit Montagestoß in halber Höhe. Aussteifung durch Querriegel und K-Verbände in jeder Etage. Witterungsschutz durch Verwendung von imprägniertem Lärchenholz und Anschlüssen mit eingeschlitzten, verzinkten und kunststoffbeschichteten Nagelblechen in Greimbauweise. Diagonal angelegte Treppe. Die Balken der Zwischenpodeste steifen den Grundriss aus. Verschraubter Bohlenbelag aus Eiche. Verankerung der Eckstützen mit angedübelten Stahlprofilen, die in die Betonfundamente eingegossen sind. Gesamtstabilisierung durch das Wirken als Raumtragwerk.

mit rechteckiger Knagge und Holzschrauben

º Bauen mit Holz 5/77

mit Horizontalstäben und einsinnigen Diagonalen

mit trapezförmiger Hartholzknagge und Holzschrauben

mit Horizontalstäben und gekreuzten Diagonalen

1 2 3 4

als Rautenfachwerk oder K-Fachwerk

268

Stütze 2≈ 18/18 cm Riegel 18/14 cm K-Verband 18/16 cm Stahllasche 100/7 mm

5

6 7

Einpressdübel Ø 95 mm 4 Bleche d = 1 mm Schraubbolzen

mit Winkelblechen angenagelt

Türme

Anschluss von Aussteifungsstäben für Haupttragsysteme aus Holz

Tragwerke

126 · Sendeturm Ismaning, D; 1932, 1946 umgebaut Tragwerk-Ingenieure: Holzbaufirma Kübler, Stuttgart Sendeturm des Bayerischen Rundfunks, 1983 wegen Einsturzgefahr gesprengt. Oberer Teil mit einer Höhe von 115 m, einer Fußbreite von 20 m und einer Kopfbreite von 2 m 1932 als eigenständiger Turm erstellt. Später Erhöhung durch Einfügen eines 39 m hohen Unterbaus und Aufsetzen einer neuen Spitze auf 165 m. Ausführung der Fachwerkkon-

struktion in der Holzbauweise »Kübler«. Verwendung von amerikanischer Pechkiefer (Pitchpine) wegen der großen Widerstandsfähigkeit gegen Fäulnis. Größter Einzelquerschnitt 14/24 cm. KüblerdübelVerbindungen ausschließlich mit BronzeSchrauben. Wegen zu hoher Sanierungskosten, die sich größtenteils aus den erhöhten Anforderungen der heute geltenden Bauvorschriften ergaben, im Jahr 1983 gesprengt, da nach DIN 1052 Standsicherheit nie vorhanden.

Windlastannahmen (Vorberechung)

º Bauen mit Holz 8/82; Ch. v. Büren, Form und Funktion, Basel, Boston, Stuttgart 1985 Wind senkrecht c = 2,1

mit Ringdübeln und Schraubbolzen

1 2 3 4

mit eingeschlitzer Platte und Stabdübeln

18/18 cm 2≈ 20/10 cm Überhölzer 2≈ 18/16 cm Eichenholzdübel und Schraubenbolzen

Wind über Eck c = 2,1

Wind senkrecht c = 2,8

Wind über Eck c = 3,08

W=c·q·F

mit dreiteiligen Diagonalen, angenagelt

F = direkte Ansichtsfläche an einer Wand W = Windlast c = Windbeiwert

269

Schwerlastkonstruktionen

Tragwerke

Lehrgerüst-Varianten

127 · Lehrgerüst aus Rundholz Mülmisch-Talbrücke, D; 1985–1988 Architekten: Bahnbauzentrale, Projektgruppe MBS, Frankfurt (M) Tragwerk-Ingenieure: Harries + Kinkel GmbH, Neu-Isenburg, Holzbau Rinn, Heuchelheim

Fächergerüst

Als Variante zum Freivorbau mit Hilfsabspannung wurde für die Herstellung des A-Bocks der Eisenbahnbrücke ein Traggerüst aus Holz gewählt, auf dem ein Betonkastenquerschnitt symmetrisch betoniert ist. Das 100 m lange, 60 m hohe und nur 7 m breite Tragwerk mit Querabspannung beidseitig stabilisiert, wobei

die vorgespannten Stahlkabel in zwei Verankerungspunkten auf Spundwänden zusammenlaufen. Rüstjoche aus Rundhölzern, Rundholzstützen und Stahlbanddiagonalen bilden das Grundelement für den dreistöckigen Unterbau. Ein Strebenwerk aus Rundhölzern unterstützt die Pfettenlage der Schalung. Anschluß an die Sprengriegel aus Kantholz über Beilaghölzer und Versatz. Aufgenagelte Stahlbänder bilden ein Netz von Zugdiagonalen, um die Rahmenwirkung in Längs- und Querrichtung zu gewährleisten. Vertikal und horizontal wirkende Pressen gestatten es, Verformungen auszugleichen und das Gerüst abzusenken.

Lehrgerüst-Montage

º Bauingenieur 64/89; Bauen mit Holz 11/88

Turmgerüst aus Rundholz und Kantholz

Fächergerüst

1 2 3 4 5

6 Stütze Rundholz Ø 27– 40 cm Etagenkantholz 26/36 cm Querträger 7 7/28 cm 8 Zugband Stahl 60/2 mm 9 Schrägpfosten 10 Rundholz Ø 25 cm

Senkrechtpfosten Rundholz Ø 25 cm Beilageholz Holzschraube 12≈ 200 mm Nagelblech Stabdübel

Mehrfaches Rautenbogenfachwerk aus Kantholz

Turmgerüst

Aussteifung des Bogenfachwerks

Bogengerüst aus zusammengespannten Brettern, System Cruciani

270

Montage

Leichtkonstruktionen

Wright-Standardtyp A

Tragwerke

128 · Segelflugzeug Konstrukteure: A. Markwalder, Räterschen, CH; H. Berchthold, Mänikon, CH Segelflugzeug mit 17 m Spannweite und 23 kg/m2 Auftrieb. Verteilung der verwendeten Baustoffe: 70% Holz, 20% Kunststoff, 10% versch. Metalle. Teile des Rumpfes und das vordere Anströmprofil

der Tragflügel bestehen aus Furnierschichtholz. Letztere aus sieben Lagen Okume d = 3 mm mit Resorcinharz, zu einer konisch zulaufenden, doppelt gekrümmten Schale verleimt. Geringeres Gewicht des Holzes gegenüber Polyester begünstigte den Auftrieb um 2 kg/m2. Strömungsungünstige Rissebildung bei Tragflächen aus Polyester infolge Biegespannung durch die Verwendung von Furnierschichtholz beseitigt.

Spruce Goose Spannweite: 97,5 m Gesamtlänge: 66,7 m Gesamthöhe: 24,2 m Fluggeschwindigkeit auf 5000 ft: 370 km/h Höchstgeschwindigkeit auf See: 355 km/h

Flugzeugrumpf in der Montage

Versteifungsringe Ovilles Flug nach Berlin

Tragfläche Sportflugzeug

erster Flug 2. November 1947

Tragflächenschnitt

º Howard Hughes and his »flying boat«/ Barton Charles/USA 1982

271

Fassaden

Teil 6 Gebaute Beispiele: Fassaden

Vielfalt der Moderne

Thomas Herzog Analog zu den farbigen Bildtafeln am Anfang dieses Buches konzentriert der nachfolgende zweite Bildtteil wiederum ästhetisch bedeutsame Wirkungen, hier am Beispiel von Gebäuden aus den letzten Jahrzehnten. Deren enorme Unterschiede machen die Vielfalt heutiger Möglichkeiten bewusst, wenn es darum geht, den Werkstoff Holz in zukunftsweisenden Architekturprojekten zum prägenden Charakteristikum werden zu lassen. Die Konstruktion eines Großteils der abgebildeten Bauwerke wird in der anschließenden Dokumentation aktueller Gebäude anhand von detaillierten Schnittzeichnungen dargestellt.

272

Vielfalt der Moderne

Vielfalt der Moderne, Tafel 16

Fassaden

1 2

3 4 Tafel 16 1

Aussegnungshalle in Budapest, Ungarn (Architekten Imre Makovecz und Gabor Mezei), 1975 2 Gebäude auf einem Campingplatz, Nagykállo, Ungarn (Architekten Deszö Erkler, Imre Makovecz), 1988 3 Kulturzentrum (Vigado) Szibetvar, Ungarn (Architekt Imre Makovecz), 1985 4 Schule Sarospatak, Ungarn (Architekt Imre Makovecz)

273

Fassaden

Vielfalt der Moderne, Tafel 17

1 3 2 4 Tafel 17 1 bis 4 Caplutta Sogn Benedegt, Sumvitg, Graubünden, Schweiz (Architekt Peter Zumthor), 1988

274

Vielfalt der Moderne, Tafel 18

Fassaden

2 1 3 Tafel 18 1

2 3

Reihenhäuser in Paris, Frankreich (Architekt Roland Schweitzer mit A. Levandowsky), 1979 – 1983 Jugenddorf in Cieux, Frankreich (Haute Vienne) (Architekt Roland Schweitzer), 1970 Kapelle der technischen Hochschule in Otaniemi, Finnland (Architekt Heikki und Kaija Sirèn), 1957

275

Vielfalt der Moderne, Tafel 19

Fassaden

1 2 4 3

Tafel 19 1

2 3

4

276

Sea Ranch, Kalifornien, USA (Architekten MLTW / Moore, Lyndon, Turnbull & Whitaker), 1965 Wochenendhaus, Fuji-Yoshida, Japan (Architekt Kazunari Sakamoto), 2001 Galeriegebäude, München, Deutschland (Architekten Herzog & DeMeuron und J. P. Meier Scupin), 1992 Wohnhaus, Ito, Japan (Architekten: Motoyoshi Itagaki & Hiromi Sugimoto), 1997

Vielfalt der Moderne, Tafel 20

Fassaden

1 4 2 5 3

Tafel 20 1, 4 "GucklHupf", Innerschwand, Mondsee, Österreich, (Architekt Hans Peter Wörndl), 1993 2, 5 Wochenendhaus, Vallemaggia, Schweiz (Architekt Roberto Briccola), 1998 3 Ferienhaus, Ossiacher See, Kärnten, Österreich, (Architekt Manfred Kovatsch), 1977

277

Fassaden

Vielfalt der Moderne, Tafel 21

2 1 3

Tafel 21 1 2

Doppelwohnhaus, Allensbach, Deutschland (Schaudt Architekten), 1996 mehrgeschossiges Wohnhaus, Innsbruck, Österreich (Architekt Kathan, Schranz, Strolz), 1996

278

Vielfalt der Moderne, Tafel 22

Fassaden

1 2 3

4

Tafel 22 1, 4 Seniorenwohnanlage, Neuenbürg, Deutschland (Architekten Mahler, Günster, Fuchs), 1996 2, 3 Expo-Pavillon Schweiz, Hannover, Deutschland (Architekt Peter Zumthor), 2000

279

Vielfalt der Moderne, Tafel 23

Fassaden

1 3 2

4 5

Tafel 23 1, 3

Wohnanlage, München, Deutschland (Architekten Thomas Herzog, Bernhard Schilling), 1982 2, 4, 5 Einfamilienhaus, Regensburg, Deutschland (Architekt Thomas Herzog), 1978

Tafel 24 (S. 281) 6, 9

7, 8

280

Doppelwohnhaus, Pullach, Deutschland (Architekten Thomas Herzog, Michael Volz mit Michael Streib), 1989 Jugendbildungsstätte, Windberg, Deutschland (Architekt Thomas Herzog mit Peter Bonfig), 1989

Vielfalt der Moderne, Tafel 24

Fassaden

6 8 7 9

281

Vielfalt der Moderne, Tafel 25

Fassaden

1

Tafel 25 1, 2

282

Fortbildungsakademie, Herne, Deutschland, (Architekten Jourda et Perraudin mit Hegger, Hegger, Schleiff Architekten), 1999

2

Vielfalt der Moderne, Tafel 26

Fassaden

3 1 4 5 2 6

Tafel 26 1, 3, 4, 5

2, 3

remontabler Pavillon für Wanderausstellungen (Architekt Renzo Piano Building Workshop), 1984 Architekturfakultät, Lyon, Frankreich (Architekten Jourda et Perraudin), 1987

283

Fassaden

Vielfalt der Moderne, Tafel 27

1 2 Tafel 27 1, 2

EXPODACH Hannover, Deutschland, (Architekt Thomas Herzog + Partner), 2000

Tafel 28 3, 6, 7 Kulturzentrum Noumea, Neu Kaledonien (Architekt Renzo Piano Building Workshop), 1997 4, 5 Chihiro Kunst Museum, Azumino, Japan (Architekten Hiroshi Naito & Ass.), 1995

284

Vielfalt der Moderne, Tafel 28

Fassaden

3 4 6 5 7

285

Vielfalt der Moderne, Tafel 29

Fassaden

1 2

3 4

Tafel 29 1 2, 3 4

Doppelwohnhaus, München-Solln, Deutschland (Architekt Werner Bäuerle), 1999 Universitätsgebäude, Utrecht, Niederlande (mecanoo architekten), 1996 Sommerhaus mit Atelier, Vejby, Dänemark (Architekt Henning Larsens Tegnestue A/S), 2000

Tafel 30 (S. 287) 5, 6 7–9

286

Parkhaus, Heilbronn, Deutschland (Architekten Mahler, Günster, Fuchs), 1998 Sporthalle, Odate, Japan (Architekten Toyo Ito & Associates), 1997

Vielfalt der Moderne, Tafel 30

Fassaden

5 7 6

8 9

287

Fassaden

Vielfalt der Moderne, Tafel 31

10 11 12

288

gebaute Beispiele

Fassaden

Fassaden – gebaute Beispiele im Detail

Thomas Herzog und Michael Volz Tafel 31 (S. 288) 10, 11 Erweiterung des Justizpalastes, Bordeaux, Frankreich (Architekten Richard Rogers Partnership), 1992 –1998 12 Eissporthalle, München, Deutschland, (Architekten Kurt Ackermann und Partner), 1983

Die folgenden Beispiele stellen eine Auswahl unterschiedlicher Fassadenkonstruktionen dar, die in jüngerer Zeit realisiert wurden. In einigen Fällen sind ergänzend und ihrer besonderen Merkmale wegen ältere Beispiele gezeigt. Für die Reihenfolge bestimmend waren zunehmende Komplexität im technischen Aufbau und wachsende Transparenz und Leichtigkeit der Konstruktionen. Nach Hauptunterscheidungsmerkmalen sind die Fassadenbeispiele in einer Übersicht auf den Seiten 290 und 291 zusammengefasst. Bei den Projekten ist die Konstruktion mit ihrer Geometrie, dem Aufbau der Schichten und allen wesentlichen Anschlüssen dargestellt. Um den Zusammenhang der verschiedenen Schnittführungen gut lesbar zu machen, sind die Horizontalschnitte zwischen die Verikalschnitte gelegt. Die Nahtstellen markieren horizontale Striche. Einige Projekte sind axonometrisch gezeichnet, weil so die Zuordnung der einzelnen Bauteile durch die räumliche Darstellung besser erkennbar ist. Nicht alle Gebäudegeometrien lassen eine einfache grafische Darstellung zu. Um die Orientierung zu erleichtern, sind die Baukörper in Form von klei-

nen Schemaschnitten und -grundrissen mit Lokalisierung der Details dargestellt. Dies soll dem Leser auch aufzeigen, wie das Umfeld der Fassaden-Detailpunkte aussieht, woraus bei der Planung z.B. die Form und die Art der konstruktiven Holzschutzmaßnahmen abgeleitet wird. Die bautechnische und bauphysikalische Richtigkeit der Konstruktionen war ein wichtiges Kriterium zur Auswahl. Dennoch werden gelegentlich Fragen offenbleiben. Zu groß ist der Einfluss der Randbedingungen, die z.B. den Aufbau von Fassaden mitbestimmen. Deshalb sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den Darstellungen um Beispiele und nicht um Rezepte handelt. Bei jeder neuen Bauaufgabe sind der Architekt und der Ingenieur gehalten, zuerst die Randbedingungen zu klären, um danach die richtige Konstruktion bestimmen zu können. Alle Details entsprechen den vorgelegten Plänen der Projektverfasser. Auf erkennbare Schwachstellen wird hingewiesen. Die Projekt- und Materialbezeichnungen sind den zu Verfügung gestellten Unterlagen entnommen. Alle Detail-Schnitte haben den Maßstab 1:20

289

290 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326

Georg und Ingrid Küttinger, München

Schlude Ströhle, Stuttgart

Sampo Widmann, Stephan Romero, München

Reinhold Tobey, München

Werner Bäuerle, Konstanz

Ute Schauer, Franz Vollhard, Darmstadt

Erich Schneider-Wessling, Köln

Roland Schweitzer, Paris

Otto Steidle, München

Klaus Mahler und Jürgen Schäfer, Stuttgart

Thomas Herzog, München

• • •

Ruedi Dietiker, Beat Klaus, Roland Keller, Brugg

•

314

•

Jauss und Gaupp, Friedrichshafen

• •

313

•

Theodor Hugues, München

• • • •

312

• •

Elmar und Sigrid Dittmann, München

• •

311

• • • • • •

Karin Maurer und OPD, München

•

310

•

Valentin Bearth & Andrea Deplazes, Chur

• •

309

• •

R. + R. Then Bergh, München

•

308

•

Planung Fahr + Partner PFP, München

• •

307

• •

Michael Volz, Frankfurt am Main

• •

306

•

M.-C. Bétrix & E. Consolascio, Erlenbach

• •

305

•

M. Bächle, K. Meid-Bächle, Konstanz

•

9 • Silo-Haus, Lukasöd, D 11 • Wohnhaus, Darien, Conneticut, USA 12 • Einfamilienhaus, Bensberg, D 13 • Wohn- und Ateliersiedlung, Paris, F 14 • Atelier- und Wohnhaus, Deißlingen, D 15 • Mediothek, Küsnacht, CH 16 • Labor- und Bürogebäude, Würzburg, D 17 • Bürogebäude, München, D 18 • Ferienhaus Breitbrunn, D 19 • Wohnhaus, Sumvitg, CH 20 • Funkübertragungstelle, Brauneck, D 21 • Doppelhaus, Ebenhausen, D 22 • Jugendtagungsstätte, Michelrieth, D 23 • Gartenhaus, Meckenbeuren, D 24 • Drei Häuser am Hang, Brugg, CH 25 • Gemeindehaus, Ebersberg, D 26 • Wohnhaus, Stuttgart, D 27 • Friedhof, Eching, D 28 • Wohnhausgruppe mit 5 Reihenhäusern, Eching 29 • Doppelwohnhaus, München-Solln, D 30 • Atelierhaus, Darmstadt, D 31 • Wohnhaus, Aachen, D 32 • Wohnhaus, Brest, F 33 • Grüne Häuser, Berlin, D 34 • Schule, Dischingen, D 35 • Wohnhaus, Regensburg-Kumpfmühl, D

6

10 • Wochenendhaus, Vallemaggia, CH

8 • Schule, St. Peter, CH

6

304

301

Roberto Briccola, Giubiasco

7 • Wohnhaus, Hohen Neundorf, D

2

Roland Schweitzer, Paris

300

Eberhard Stauß, München

• 2

303

299

Conradin Clavout, Chur

• •

5 • Café, Helsinki, FIN

1

6 • Temporäres Kulturhaus, München-Neuperlach

6

302

298

Heinz Bienefeld, Swisttal-Ollheim

•

Richard Meier, New York

297

Florian Nagler, München

•

4 • Ferienhaus, Chino, J

2 • Sea Ranch, Kalifornien, USA

1

3 • Wohnhaus, Brasilia, BR

1 • »GucklHupf«, Innerschwand, Mondsee, A

6

Wolfgang Döring, Düsseldorf

296

auf Seite

Niko Sirola, Helsinki

Trägerquerschnitt

295

Stützenquerschnitt

Masamitsu Nagashina, Tokio

Innenschale

294

Verlauf Außenschale

Jose Zanine Caldas, Brasilia

Außenschale

293

Lage der Fassade zum Tragwerk

292

Aufbau

7 8 9 10 einschalig mehrschalig ohne Luftschicht mehrschalig mit Luftschicht außen mehrschalig mit Luftschicht innen mehrschalig mit Installationsebene Schiebe- und Klappläden Doppelfassade Tragwerk und Fassade integriert im Tragwerksbereich Lage wechselnd außerhalb des Tragwerkbereichs Schindeln Deckbrettschalung Stülpschalung Profilschalung Platten mit offenen Fugen vertikal horizontal diagonal Profilschalung Platten rund quadratisch, rechteckig zusammengesetzt genutet gefalzt rund quadratisch, rechteckig zusammengesetzt genutet gefalzt vorgefertigte Bauteile

MLTW, Berkeley

1 2 3 4 5 6

Hans Peter Wörndl, Wien

Tragwerke: Vollholzquerschnitte Brettstapel Brettsperrholz Rahmen- und Tafelbau Ständerbau Skelettbau Mischkonstruktionen aus Holz: mit Mauerwerk mit Beton/Stahlbeton mit Stahl Dachkonstruktionen

Fassaden Übersicht

• 1 5 4 4 4 4 4 4 6 4 4 6 6 6 6 4 6 4 6 6 6 7 6 6 6 6 6

• • • • • • • •

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327 328 330 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364

Thomas Herzog, München

Thomas Herzog, Michael Volz, München

Thomas Herzog, Michael Volz, München

Atelier Cube, Lausanne

Marianne Burkhalter, Christian Sumi, Zürich

Marcial Echenique, Cambridge

Doris und Ralph Thut, München

Jouda et Perraudin, Paris

Roland Schweitzer, Paris

Kazunari Sakamoto, Architectural Laboratory, Tokio

Schulitz + Partner, Braunschweig

Eberhard Stauß, München

Naito Architects & Ass., Tokio

Hans Busso von Busse, München

Werner und Grete Wirsing, München

Schaudt Architekten, Konstanz

Marianne Burkhalter, Christian Sumi, Zürich

Auer + Weber, München / Stuttgart

Mahler Günster Fuchs, Stuttgart

J. Herzog, P. de Meuron, Basel

Mahler Günster Fuchs, Stuttgart

A. Kathan, M. Schranz, E. Strolz, Innsbruck

Itten und Brechbühl, Bern

Fink und Jocher, München

Mahler Günster Fuchs, Stuttgart

Alexander Reichel, München

Thomas Herzog + Partner, München

Beck-Enz-Yelin, München

Patrick Berger, Paris

H. Kaufmann, Schwarzach

Thomas Herzog, München

Renzo Piano Building Workshop, Genua

Toyo Ito & Associates, Tokio

Imre Makovecz, Budapest

Imre Makovecz, Budapest

Benö Taba, Miskolc

6

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• 6 6 6 6 7/ 8 6

•

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55 • Galeriegebäude, München, D 56 • Hochschulgebäude, Wiesbaden, D 57 • Geschossbau, Innsbruck, A 58 • Försterschule, Lyss, CH 59 • Wohnhausgruppe, Regensburg, D

8 8 8 8 8 8

• •

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8 8 8 8 9 6

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71 • Verwaltungsgeb., Aussichtsturm, Bük, H

70 • Waldkulturhaus, Visegrad, H

69 • Wochenendhaus, Göd, H

68 • Sporthalle, Odate, J

67 • Ausstellungspavillon

66 • Produktionshallen, Bad Münder, D

65 • Werkhalle, Reuthe, A

54 • Seniorenwohnanlage, Neuenbürg, D

8

64 • Sporthalle, Bretigny, F

53 • Landratsamt, Starnberg, D

8

63 • Industriegebäude, Gelting, D

52 • Forststation, Turbenthal, CH

8

62 • Hochhaus, Hannover, D

51 • Doppelwohnhaus, Allensbach, D

9

61 • Wohn- und Geschäftshaus, Kassel, D

50 • Wohnhaus, Glonn-Haslach, D

9

60 • Parkhaus, Heilbronn, D

49 • Wohnhaus, Gmund am Tegernsee, D

48 • Wohn- und Atelierhaus, Tsukuba, J

47 • Systemhaus, Bad Iburg, D

46 • Wohnhaus, Braunschweig, D

6 45 • Wochenendhaus, Fuji-Yoshida, J

6 44 • Jugenddorf, Cieux, Haute Vienne, F

6 43 • Fortbildungsakademie, Herne, D

42 • Wohnhausgruppe, München-Perlach, D

39 • Clubhaus u. Pferdesportanlage, Eclubens, CH

6 41 • Wohnhaus, Cambridge, GB

38 • Doppelwohnhaus, Pullach, D

7/ 8 6 40 • Holzpavillion, Wildpark Langenberg, CH

37 • Wohnhaus, Waldmohr, D

36 • Jugendbildungsstätte, Windberg, D

Übersicht Fassaden

9 10 10 10 10 10

• • •

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•

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• •

einschalig mehrschalig ohne Luftschicht mehrschalig mit Luftschicht außen mehrschalig mit Luftschicht innen mehrschalig mit Installationsebene Schiebe- und Klappläden Doppelfassade Tragwerk und Fassade integriert im Tragwerksbereich Lage wechselnd außerhalb des Tragwerkbereichs Schindeln Deckbrettschalung Stülpschalung Profilschalung Platten mit offenen Fugen vertikal horizontal diagonal Profilschalung Platten rund quadratisch, rechteckig zusammengesetzt genutet gefalzt rund quadratisch, rechteckig zusammengesetzt genutet gefalzt vorgefertigte Bauteile Aufbau

Lage der Fassade zum Tragwerk

Außenschale

Verlauf Außenschale

Innenschale

Stützenquerschnitt

Trägerquerschnitt

auf Seite

291

Fassaden

5

1 · GucklHupf Innerschwand am Mondsee, A; 1993 Architekt: Hans Peter Wörndl, Wien

º Werk, Bauen und Wohnen, 5/1998 A + U, 332/1998 Architectural Record, 4/99 Techniques et Architecture, 441/1999

3 7

• Holzriegelkonstruktion • drei einzelne Bauteile L ≈ B ≈ H 1≈ 4 / 3 /6 m, 2 ≈ 4 / 3 / 3 m zusammengefügt zu einer Doppelbox • Bauzeit: drei Monate

4 2

6 7

1

7

8 2 4

1

2

3 2 3 4

8 5

4 1

2

M 1:100

292

6 7 8

Außenwandpaneel: 35 mm Sperrholzplatte Okume, rot, wasserfest verleimt, dreifach lackiert mit hoch transparentem Bootslack, 6 mm Sperrholz 8 mm Dachpappe / Windpapier Lattung Fichte 20/30 mm dazwischen Dämmung 20 mm Sperrholzplatte Okume, rot, zweifach lackiert mit hoch transparentem Bootslack, 6 mm Stütze Fichte 120/120 mm Träger Fichte 60/120 mm Kabel / Seile mit Seilwinde für Veränderbarkeit durch: Drehen, Klappen, Kippen, Ziehen; Aluminium, silber eloxiert Kies Abdichtung Wärmedämmung Sperrholz Verglasung Aluminiumprofil Stahltreppe

Fassaden

2 · Sea Ranch Kalifornien, USA; 1965 Architekten: MLTW/ Moore, Lyndon Turnbull & Whitaker, Berkeley 3

º Global Architecture, Tokio, J, 3/1970 Detail 3/1978 V7

V3

V9 V1-3 V4-9 5

6 2

V6

H1 3

3 V1-3

3

2 H2 3

3 4

4 V2

V5

M 1:400

V8

1

4

H1

H2

1

V1

• Ferienwohnanlage mit 10 abgeschlossenen Einheiten • einfache, robuste Holzskelettkonstruktion mit 6 Stützen je Baukörper aus sägerauer Tanne • alle Träger seitlich angeschlossen oder aufgelegt • Aussteifungskreuze gegen Wind und Erdbeben aus Kanthölzern 4"/4" (10,16/10,16 cm) mit sichtbaren Viertelkreis-Blechen angeschlossen • Träger mit größtmöglichen Kragarmen zur Minimierung der Stützenanzahl

V4

1

2 3 4 5

6

Außenwand: 3" (76,2 mm) Brettschalung, Redwood 1"/8" (25,4/203,2 mm) mit Stufenfalz Dichtung Bretter Tanne, sägerau 2"/8" vertikal, N + F, innenseitig z.T. mit deckendem Farbanstrich, (50,8/203,2 mm) Stütze 10"/10" (254/254 mm) Träger 4"/10" (101,6/254 mm) zusätzliche Stütze im Fensterbereich 4"/4" (101,6/101,6 mm) Deckung: Brettdeckung Redwood 1"/8" (25,4/203,2 mm) Dichtung Brett Tanne, sägerau, N + F, 2"/8" (50,8/203,2 mm) Oberlicht, Aluminiumprofile

293

Fassaden

3 · Wohnhaus Brasilia, BR; 1975 Architekt: Jose Zanine Caldas, Brasilia

V1

H2

V1 Fassadenausschnitt Obergeschoss V2

V3

V2

V3

H1 3

Fassadenausschnitt Erdgeschoss M 1:250 4

6 V1

5

V2

V3

1

3

H2

º Zanine, Sentir e Fazer, Rio de Janeiro, 1988 4

H1

294

2

• oktogonaler Grundriss mit sternförmiger Überdachung • Dauerlüftung am Fassadenfuß (Region mit feuchtem und heißem Klima) • Türen und Fenster aus Zeder

1 2 3 4 5 6

Rundholzstütze d = 40 mm Stütze 20/20 mm Vollholztüre Vertikalschiebefenster Drehlamellen Mauerwerk, verputzt

Fassaden

4 · Ferienhaus Chino, J; 1983 Architekt: Masamitsu Nagashina, Tokio Mitarbeit: H. Seki º Jutaku Kenchiku 7/1983

V2

V4

H1

H2

V1

V3

V1,2 H1

5 4

6

7 H4

V2

V4 H3 2

H2

H5 V3,4 M 1:400

• Raster: 90 cm • Modul: 9 cm • außen und teilweise innen sichtbare Ständerwand mit einseitig bzw. zweiseitig rund belassenen Vollhölzern

H3

1 1 H1 2 3

H4

Außenwand: 130 mm Rundhölzer d = 135 mm, dreiseitig gesägt, mit Entlastungsnut und Federn Sperrholzplatte 12 mm Stoffbespannung Eckstütze d = 210 mm Schwellholz d = 180 mm

4 5 6 7

8

Traufpfette d = 180 mm Rundholzsparren d = 180 mm Schiebetür Aluminiumprofile Schiebeladen aus Rundhölzern, dreiseitig gesägt Tatami – genormte Bodenmatten

6

7

H2

H5

1 8

3

V1

V3

295

Fassaden

5 · Temporäres Café Helsinki, FIN; 2000 Architekt: Niko Sirola, Woodstudio 2000, Helsinki University of Technology º Detail 5/2002

16

3

13

15

14

13

14

15

16

V1,2

V2,3 H1,2 aa

4

2

3

1

2

V7

11 1

6 7

12 V2

V3

2

V5

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

11 11

12

9

10

H2

13 14 15 16

Brettschichtholzelement Fichte, außen geflammt und mit Teeröl imprägniert, innen geschliffen, 145 mm Brettschichtholzelement, Fichte, innen geschliffen, 145 mm Dübel Edelstahl Ø 12 mm Stahlbolzen verzinkt Ø 10 mm Sperrholzplatte wasserfest 16 mm Schiebetür ESG 10 mm Festverglasung ESG 10 mm Füllholz gehobelt 25/35 mm Flachstahl schwarz lackiert Bodenleuchte Innenwand, Brettschichtholzelement Türblatt Brettschichtholzelement 100 mm Lattung, schwarz gestrichen 95/21 mm Konterlattung, schwarz gestrichen 45/28 mm Dachdichtung Bitumenbahn, zweilagig Blech

V1,2 a

a

V2,3

H1 H2 V4-7

M 1:400

Die Holzoberflächen außen sind geglättet, mit Teeröl imprägniert und nochmals geflämmt. Der Regenschutz ist so bei zweimaliger Behandlung pro Jahr gewährleistet.

10 8

8

9

H1

6 1

3

12

2

7

10

2 2 5

2

V2 V1

296

V4 V6

Fassaden

6 · Temporäres Kulturhaus München-Neuperlach, D; 2001 Architekt: Florian Nagler, München º Bauwelt 13/2002

2 6

2 V5-6 H1

13

14

H2 V1-4

15 H2

3 V5-6 9 V2

V4

H1

V6

V1-4 11

M 1:800

10 • • • •

Flexible Grundrisse durch Schiebetore Erweiterbar und demontierbar Hoher Vorfertigungsgrad Planungs- und Bauzeit 9 Monate

12

11

9

H1

H2 1

9 1

8

2 3 4 5 6

8

4 7

5

7 8 9 10 11 12 13 14 15

V1

V3

V5

Außenwand: Dreischichtplatte Fichte, deckend weiß gestrichen Rippenkonstruktion 120 mm Wärmedämmung Dampfbremse Gipskarton Hauptträger BSH 14, 2≈ 760/100 mm Randprofil BSH 65/210 mm Randträger BSH 100/36 mm Hauptträger BSH 14, 2≈ 720/180 mm Tragprofil BSH 14, 760/160 mm, leicht überhöht Hauptträger BSH 14, 640/160 mm Brettschichtholz Fichte Schiebetor Fensterrahmen Fichte Vollholz, weiß lackiert Festverglasung Abdeckleiste KVH Fichte weiß lackiert 50/100 mm Lamellen Dreischichtplatte Fichte Insektengitter Lichtdecke: abgeschlossene Luftschicht zwischen zwei Polycarbonatplatten

297

Fassaden

7 · Wohnhaus Hohen Neuendorf, D; 1997 Architekten: Heinz Bienefeld, Nikolaus Bienefeld, Swisttal-Ollheim 4

4

º Baumeister 1/1998

5 V4 H1

V7

H3

V9 H2 aa

1

H1

5

1

H3

V1-4 V5-7 H2 a

H4

H3 2

a

V6

V3

H4 V8-9

1 M 1:400

H1 V8

3

H2

• Holzblocktafelbau • Hoher Vorfertigungsgrad 1

1 7

6 V1

298

7

6 V5

2 3 4 5 6 7

Außenwand: Furnierschichtholzplatte Kerto Q, Fichte 27 mm Lattung/Lüftung 40/60 mm Holzfaserplatte bituminiert 24 mm Lattung/Dämmung 40/60 mm Lattung/Dämmung 80/60 mm Wandelement Holzblocktafel 110 mm Dreischichtplatte Fichte/Tanne, deckend weiß gestrichen Balken 240/120 mm Stahlträger Stahlträger, geschlitzt Rundstütze Stahl Betonsockel Heizleitungen

Fassaden

8 · Schulhalle St. Peter, CH; 1998 Architekt: Conradin Clavout, Chur º Detail 2000/1

6 V4-5

V1-3

H1

H2

1

V5

V3

1 2

4

H1 V 4-5

5

H2 V 1-3

V2 M 1:800 H2 1 • äußere und innere Schale mit Blockbauprinzip • vertikale Lastübertragung über Stützen • das Schwindmaß der Blockbalken beträgt etwa 3% in Querrichtung zur Holzfaser (entspricht ca. 19 cm über die ganze Höhe) • an senkrechten Setzhölzern mit aufgeschraubten Schwalbenschwanzprofilen können sich die liegenden Stricke bewegen, um das Quellen und Schwinden auszugleichen

4

5

1

H1 2 3 4 5 6

Außenwand: 540 mm Schalung Lärche 60 mm Lattung / Hinterlüftung Windpapier Dämmung Steinwolle 2≈ 60 mm Dampfsperre Schalung 19 mm Installationsebene Blockwand Fichtenholz 115/200 mm BSH 140/280 mm BSH 140/240 mm Setzpfosten 140/115 mm BSH 200/280 mm Sparrenpfette 200/200 mm

3

V1 V4

299

Fassaden

9 · Silo-Haus

6

Lukasöd, D; 1988 Architekt: Eberhard Stauß, München Mitarbeit: A. Leibelt

V2

V7

V4,6 V2

V7 V1

H1,2 V3,5

V1,2

5 3

V3-7 2

4

V4

M 1:300

V6

3

1

5

4 1

H2

H1

º Detail 4/1989 space design 1/1989

7

V1

300

7

V3

V5

• abgewandelte Konstruktion eines Standardfuttersilos • Aufnahme der Druckkräfte im Bereich der Fensterausschnitte mittels Zarge aus Winkelstahl und Druckrohren • Bausystem für Wohnungen, Büros, Freizeiträume • eingetragenes Gebrauchsmuster

1

2 3 4 5 6 7

Außenwand: 168 mm Silo-Bohlen, doppelt gespundet, 50 mm Dämmung 100 mm Schalung N + F, 18 mm, Sperrholzplatte Zugstahl d = 16 mm Druckrohr Zarge aus Winkelstahl fi-Profil 115/55/4 mm Estrich

Fassaden

10 · Wochenendhaus Vallemaggia, CH; 1998 Architekt: R. Briccola, Giubasco 2 1

º Detail 3/2001 Werk, Bauen + Wohnen 11/2000

1

1 V4

V10

V7

2 3 V3 4

3

5 6

Außenwand: 240 mm Schalung Lärche, N + F 27 mm Lattung 27 mm Mineralwolle 140 mm Dampfsperre Lattung 27 mm Dreischichtplatte Tanne 19 mm Balken Tanne 100/200 mm Dreischichtplatte Tanne 27 mm Balken Tanne 100/160 mm Dreischichtplatte Tanne 19 mm Dreischichtplatte Tanne 27 mm Dampfsperre Mineralwolle 160 mm OSB-Platte 19 mm Stahl, verzinkt Stahlbeton-Fertigteil

V10 V4

V7

V3 V2

V9 V6 H V8

V1

V5

aa H

a

a V1-6

V7-10

5 V2

V6

V9

M 1:250

1

H

5 4

6

V1

V5

V8

301

Fassaden

V5

11 · Wohnhaus

10 11

Darien, Connecticut, USA; 1967 1

V7

Architekt: Richard Meier, New York º Global Architecture, Tokio; J 22/1973 V6-7

V3-5

V17-18

V11 H2 V4

9

V6

V2

H3

H1

V16

V1 V 11

V 18

V1-5

1

V3

V8-10

V15

V12-14

H2 7 8

H3

H1

V15-18

V6-11 V12-14

M 1:400 • Plattform-Rahmen-Konstruktion • Verwendung von genormten Holzprofilen • außer Bodendielen alle sichtbaren Holzund Metallteile weiß gestrichen

V 10 V2

V 14

V 17

4

6

1

H2 2

5

H1

H3

1 1

5

12

V1

302

3 V9

V 13

V8

V 12

V 16

V 15

Außenwand: 143 mm (5 5/8") Schalung, vertikal N + F 92 mm (3 3/4") Sperrholzbeplankung 16 mm (5/8") Luftraum Wärmedämmung 51 mm (2") Luftraum Gipskartonplatte 16 mm (5/8") 2 Stützen, Riegel 38/89 mm (1 1/2" ≈ 3 1/2") 3 Deckenträger 4 Schwenkfenster, Stahl 5 Eingangstür 6 Lüftungsklappe 7 Brüstung Galerie 8 Stahlrohrstütze Ø 219 mm (8 5/8") 9 Unterzug 2x 76/254 mm (3/10"), Füllholz Drahtgewebe, Putz 10 Vordach über Dachterrasse 11 Brüstung, Stahlrohr Ø 76 mm (3") 12 Anschluss Brücke

Fassaden

12 · Einfamilienhaus

7 6

Bensberg, D; 1970

9

Architekt: Wolfgang Döring, Düsseldorf º Sonderdruck Detail 1/1976

V3

• Raster 125 cm • Wandelemente geschosshoch und raumlang vorgefertigt, nur die äußeren Schalungsbretter auf den Fugen wurden auf der Baustelle montiert • Rundungen mit vertikalen N + F Formprofil • Außenschalung mit deckendweißem Anstrich

V8

V1-5

V6-8 V9,10 H5-7

V7

H3,4 5

H1,2

H5-7

9

1

M 1:400

V2

V 10

V6

H7 8 H6

H2

2 3 1

H1

H3

H4

H5

1

3 4

V1

V4

V5

V9

Außenwand: 130,5 mm Schalung N + F 18 mm Spanplatte 8 mm in den Aussteifungsfeldern Wärmedämmung 80 mm Luftraum 12 mm Dampfbremse Ölpapier Gipskartonplatte 12,5 mm

2 3 4 5 6 7 8 9

Ständer 50/80, 92, 100 mm Anschlussständer 40/80, 92, 100 mm Schwelle 40/100 mm Unterzug BSH 150/260 mm Träger 60/260 Gefällekeile Aussteifung IPBL 100 mm Faserzement

303

Fassaden

13 · Wohn- und Ateliersiedlung Paris, F; 1979 –1983 Architekt: Roland Schweitzer, Paris Mitarbeit: A. Levandowsky V4

V8

V3 H3

V7 V6

V2 H1

H2

V1

7

V5

V1-4

V4

V8

V5-8 H1

H2

H3

M 1:200

4

V3

V7

5

1 V2

V6

1 2

H1

H2

H3

6

3

• Raster: 60 cm • Ständer in den Quer- und Wohnungstrennwänden tragend: Raster = 60 cm • Außenschalung rot lasiert • sehr niedrige Baukosten

V1

V5

1

2 3 4 5

6 7

304

Außenwand: 128 und 197 mm Schalung, vertikal, N + F 25 mm Luftraum, stehend, 30 bzw. 82 mm Wärmedämmung 60 mm Gipskartonplatte 13 und 2 ≈ 15 mm Ständer 38/142 mm Ständer 38/90 mm Riegel 38/90 mm Bohrungen für Dampfdruckausgleich und Entwässerung alle 15 cm, d = 10 mm Wohnungstrennwand Rand- und Deckenträger 75/225 mm

Fassaden

14 · Atelier- und Wohnhaus Deißlingen, D; 1998 Architekten: Linie 4, Konstanz M. Bächle, K. Meid-Bächle 4

º db das buch, DVA Verlag 2001 3

6

V 6-8

V 1,2

1 5 2

H1

V2

V5

H3

H2

V8 V 3-5

1

2 3 4 5 6 7 8 9

Außenwand: 245 mm Glattkantbrettschalung Douglasie natur 22 mm Unterkonstruktion/Hinterlüftung 30 mm Weichfaserplatte, bitumiert 13 mm Holzrahmenbau BSH 160/60 mm dazwischen Dämmung Mineralfaser 160 mm Dampfsperre / Winddichtung Dreischichtplatte, Fichte weiß gestrichen, 19 mm BSH 160/60 mm, weiß gestrichen Sparren BSH 140/60 mm Randbohle 30 mm Holz-Glasfassade Lärche, gewachst und geölt Isolierverglasung, satiniert 24 mm Öffnungsflügel Glattkantbrettrost Douglasie natur 40 mm Stahlkonstruktion, verzinkt

V 6-8

V 1,2

1

5

H2 H1

V4

V7 H3

1

H2 M 1:400

7

2

2

7

5 6

H1

H3

H2

8 1 6

9

9

2

V1

• Stützenraster 1,075 m • Holzskelettbau • hoher Vorfertigungsgrad

V3

V6

305

Fassaden

15 · Mediothek Küsnacht, CH; 2000 Architekten: Marie-Claude Bétrix & Eraldo Consolascio mit Eric Mayer, Erlenbach

1 2

V1-3

V4-6 V7,8 H

5

V3

V6

5

V8 3

7

9

8 4

V4-8

4

11 3 H V1-3 V7 M 1:500

6

1

• die Bücherregale sind Teil des Tragwerks • hoher Vorfertigungsgrad • erfüllt Schweizer »Minergie«-Standard 9

V5

1

4 3

11

4

9

12

13

V2

2 3 4 5

Außenwand: 294 mm Schalung Fichte, vertikal 20 mm Dreischichtplatte 27 mm Wärmedämmung Zellulose 220 mm Furnierschichtholzplatte 27 mm Bücherregal 350 mm Brettschichtholz 100/300–436 mm Stütze Furnierschichtholz100/431 mm Regalplatte Furnierschichtholz 33 mm demontierbare Füllplatte

7 14

H

9

1

10 6 7 8 9 10 11 12 V1

306

V4

Brettschichtholz 220/220 mm Furnierschichtholz 100/350 mm Holzfenster mit Antrieb Wärmeschutzverglasung Verglasung ESG 10 mm mit Siebdruck Deckleiste Fichte 100/35 mm Abdeckung Installationsschacht Furnierschichtholzplatte 27 mm 13 Dreischichtplatte 20 mm 14 Dachentwässerung

Fassaden

16 · Labor- und Bürogebäude

8

13 Würzburg, D; 1999 Architekt: Michael Volz, Frankfurt a.M. Mitarbeit: Stefan Wolf

9

º DBZ, 1/2000

12

H 4

2

2

6

V4 3

5

H

7 V1-3

6 • Raster: 1 m • Modul: 10 cm • unterschiedliche Fassadenaufbauten zu Versuchszwecken (transluzente Dämmung, Vakuumdämmung und schaltbare Dämmung, temporäre Sonnenund Wärmeschutzelemente) • demontierbare Fassadenelemente • konstruktiver Holzschutz durch großen Dachüberstand 1

2

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Außenwand: 185 mm Spanplatte, zementgebunden 12 mm Hinterlüftung 35 mm Holzfaserplatte 18 mm Zellulosedämmung 140 mm OSB-Platte 15 mm Ständer zusammengesetzt aus BSH 80/180 mm und VH 40/165 mm Öffnungsflügel Vakuumdämmung 45 mm transluzente Wärmedämmung 80 mm Festverglasung Wartungssteg Gitterrost 40/80 mm Nagelplattenbinder Obergurt Nagelplattenbinder Untergurt Brettstapeldecke Stütze BSH 125/125 mm Kragarm Sperrholz Vordach ESG

1 M 1:500 3

7

1

3 11

5

6

4 2

307

Fassaden

17 · Bürogebäude München, D; 1978 Architekten: Rouge E. Fahr mit Anne Fahr-Deistler Planung Fahr + Partner PFP, München º Bauwelt 27/80 Detail 3/1984 und »Atlas flache Dächer« 1992

7

8

• Holzfensterfassade System PFP Fichte-Blockrahmen mit bündig einschlagenden Kippflügeln und Türen aus Aluminium-Z-Profilen • erstes F 90B Holzgebäude in Deutschland

6 3

1 7 2 3 4 5 6 7 8 9

H V

Brüstungspaneel: 50 mm Faserzementplatte, weiß emailliert Hartschaumdämmung Flachpressplatte weiß beschichtet Kreuzstütze BSH 360/360 mm Windverband Ø 27 mm Regenrohr Randträger BSH 240/630 mm Gitterrost Stahl verzinkt Abhängung und Spannstange Ø 16 mm Sonnenschutz Decke F 90B

V

H M 1:400 1

6

5

9 1 2

4

308

Fassaden

18 · Ferienhaus Breitbrunn, D; 1987 Architekten: R. + R. Then Bergh, München

• Tragwerk und Hülle getrennt • Bandraster: 113 + 6 cm • umsetzbare Wandelemente

3 5

1

226

2 3 4 5

Außenwand: 60 mm Sandwichelement, beidseitig beplankt mit Faserzementplatten 3 mm, weiß dazwischen Wärmedämmung 54 mm Hauptträger Binder Schwelle 140/120 mm Fugenbänder

H3,4

H1,2

V3,4

V1,2

H1

1

V1 H3 H2 V2

V3 2

4

V1

V3

V2

V4

H4 V4

H1 5

1

M 1:200

H2

H3

H4

6

113

6

309

Fassaden

19 · Wohnhaus Sumvitg, CH; 1998 Architekten: Valentin Bearth und Andrea Deplazes, Chur Partner: Daniel Ladner Projektleitung: Bettina Werner 1 º Detail 1/2000 V5

V9 10

V5 6

V6-9

V8 14

9 H2

1

V4

V1,2

V4

H1

H1 V3

V10

11 3

2

V7 V3-5

4

H1 V6-9 V1,2 11

V3

7

10 V10 M 1:400

13

6

1 14

9 • Tafelbau • hoher Vorfertigungsgrad • Bauzeit 12 Monate

H2

V2

1 11 12 4

1

15 2 1

8

2 3 4

V1

V6 5

15

3

V10

5 6 7 8 9 10 11 12 13

H1

310

14 15

Außenwand 302 mm: Schindeln Lärche 300 /40 mm Schalung, horizontal, roh, stumpf gestoßen 27 mm Windpapier Holzrippen 40/200 mm, dazwischen Dämmung Mineralwolle 200 mm Dreischichtplatte 35 mm Schwelle BSH 190/213 mm Türrahmen Lärche Wetterschenkel in Türrahmen eingenutet, Lärche Kantholz Lärche 50/103 mm Stirnbrett Lärche 50/82 mm Sturzbrett Lärche, demontierbar 20 mm Stahlprofil, feuerverzinkt Blockholzdecke Dreischicht 90 mm Fenstersturz vollflächig mit Dreischichtplatte verleimt 100/200 mm Fensterrahmen Lärche Fensterbrett Fichte gestrichen 20 mm Viertel-Rundholz Fichte, Radius 91 mm Nut für Vorhangschiene Stahlprofil als Tropfschiene

Fassaden

20 · Funkübertragungsstelle Brauneck, D; 1984 Architekten: Karin Maurer und OPD, Gerald Schloffer, München V10

º Detail 5/1988 5 V7

V9

V4 V2,3 V7

V4

H1

V6 H2

V8

V1

V10

V5

1

aa

3

V6

V3

V9

V9,10

2 V1-4 a H1

V8

1 3

H2 V5-7

V8

a

M 1:400

H1 4

H2 V2 1 4 1 5

V1

V5

Außenwand: hinterlüftet, 311 mm Schindeln, ca. 305 mm lang, zweilagig, gespalten, unbehandelt Lattung 30/50 mm Konterlattung 30/50 mm Dichtungsbahn, diffusionsoffen zweilagig Flachpressplatte V 100 G, 24 mm Stahlgitter 3 mm Hinterlüftung 60 mm Wärmedämmung 120 mm Luftraum, Promatekt Streifen 12/200 mm Gipsfaserplatten 12 mm

2 3 4 5

Ständer 100/180 mm Trennwand Eingangstür Luftschlitze in querliegenden Hölzern

• • • • • •

Raster: 500 ≈ 555 cm Zwillingsstützen 2≈ 15/20 cm Unterzüge 20 ≈ 72 cm (3≈ 24/20 cm) Trennung von Tragwerk und Ausbau Ständerabstände: 62,5 cm Tragwerk aus Bongossi, Ausbau Fichte, Schindeln Alerce

311

Fassaden

21 · Doppelwohnhaus Ebenhausen, D; 1983 –1984 Architekten: Elmar und Sigrid Dittmann, München V3 V 6

V3

V2 H2

V 5

H1

H3

V1

V4

V6 V 1-3 9 º Sack / Rautert: »Einfache Paradiese«, Stuttgart 1985

7 8

• • • • •

H1

Raster: 150 cm gemauerter Kern Außenschalung unbehandelt niedrige Baukosten hohe Eigenleistung

H2

H3 V 4-6 M 1:500

6

V2

V5

2

H2

1 3

H1

H3

1

4

5

V1

312

1

V4

Außenwand: hinterlüftet, 232 mm Deckelschalung 21/100 mm Bodenschalung 21/140 mm Hinterlüftung, Lattung 30/50 mm zementgebundene Spanplatte 15 mm Wärmedämmung 2≈ 60 mm Luftraum 12,5 mm Dampfbremse Gipsfaserplatte 12,5 mm

2 3 4 5 6 7 8 9

Stütze BSH 160/160 mm Ständer 40/145 mm Riegel 60/145 mm Schwelle 80/160 mm Randträger BSH 160/360 mm Trägerverkleidung Bohlen 50 mm, doppelt gespundet Windverband

Fassaden

22 · Jugendtagungsstätte Michelrieth, D; 1983 –1984 Architekt: Theodor Hugues, München Mitarbeit: H. Hugues, M. Ludwig V8 V4-6 7 6

H2

H1 V1-3

V7

4 V8 º Detail 1/1985 1

V3

V6

• • • •

Raster: 90 cm Aussteifung mit Diagonalschalung Rasterbreite der Schalung: 22,5 cm Tragwerk und Fassade aus Fichtenholz

V1-3 H1

V4-6 V7,8

H2 M 1:500

5

V2

V5

1

2

H1

2

H2

1 1

1

3 6 V1

V4

V7

2 3 4 5 6 7

Außenwand: hinterlüftet 252 mm Deckbrettschalung 24/140 bzw. 24/120 mm, grün, kesseldruckimprägniert Sparschalung diagonal 24 mm Luftraum 40 mm Winddichtung Papier, diffusionsoffen, wasserabweisend Wärmedämmung 100 mm Dampfbremse Sparschalung diagonal 24 mm Schalung N + F vertikal 16 mm, unbehandelt Stütze 140/140 mm Schwelle 100/140 mm Pfetten 140/180 mm Wechsel 140/100 mm Insektenschutz Lochblech Deckbrett 24/120 mm

313

Fassaden

23 · Gartenhaus Meckenbeuren, D; 1994 Architekten: Jauss und Gaupp, Friedrichshafen

6 11

º Detail 4/1996 DB 9/1995

2

2

• Flexibler Grundriss durch verschiebbare Raumelemente • Aussenwände aus vorgefertigten Holzständerelementen

4 1

5

3

V7

V4

V5-7

V1-4

H2 H1

7

5

3

H2

V5-7

8

H1 V3

H2

V1-4

9

3 1 H1

V6 M 1:250 1

1 10 11

12

V1

314

V2

V5

2 3

Außenwand: 250 mm Faserzementplatte lasiert Vertikallattung / Hinterlüftung Spanplatte 16 mm Holzständer 160/60 mm, dazwischen Wärmedämmung 160 mm Dampfsperre Gipsfaserplatten 2≈ 12,5 mm Träger 160/60 mm Dreischichtplatte

4 5 6 7

Silikonbett Drahtglas-Isolierverglasung Edelstahl-Spannseile gekantetes Alublech, schwarz gestrichen 8 Isolierverglasung der Flügeltür 9 Klappflügelfenster 10 Gitterrost 11 Stahlrohr verzinkt 12 Betonplatten

Fassaden

24 · Drei Häuser am Hang Brugg, CH; 1994

4

Architekten: Ruedi Dietiker, Beat Klaus, Roland Keller; Brugg; CH

4

º Archithese, 5/1995 V1-6

V6

V11,12 H3

V12

V7,8

H2

H1

V5 H1 V11,12 V1-6

H3

V7,8 H2

M 1:400 • Hoher Vorfertigungsgrad • Bauzeit 8 Monate • Um die Vorteile der seriellen Produktion zu nutzen, sind die drei Häuser in Hülle und Hauptkonstruktion identisch, die Zwischenwände und Einbauten nach den Wünschen der Bewohner frei eingesetzt.

1 V4

3 V10 V11

V3 1 2 V2

V9

2

H2

H1

1 V8

V1

V7

2 3 4

Außenwand: hinterlüftet 235 mm Sperrholz Kiefer Batipin, gestrichen 19 mm Hinterlüftung 38 mm Holzfaserdämmplatte 16 mm als Winddichtung Dämmung Zellulosefaser 150 mm zwischen Trägerrippe 55/150 mm Sperrholz Birke 12 mm Türrahmen Birke Stahlwinkel feuerverzinkt Konsole Stahl feuerverzinkt

315

Fassaden

25 · Gemeindehaus

7 8

13

Architekten: Georg und Ingrid Küttinger, mit Tilo Röder, Andreas Heene, München

6

7

13

Ebersberg, D; 1985

º Detail 1/1988 9 10 V6

V4

3

13

V6 2

4

V4

H4

H2

H3

V3

V5

V2 H1 V1

H2 V2

5

V1,2 H1

2

H3

H4

H2 H1

1

V5,6

H 4 : Galerie V3,4

M 1:500 • Wand- und Dachelemente b = 250 mm • Ständer, Sparren e = 62,5 cm

1 1

13

H 3 : Windfang / Treppe

11 12

V1

316

15 13 14

V3

V5

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Außenwand: hinterlüftet 254 mm Stülpschalung 20/140 mm Luftschicht, belüftet, Lattung 30/60 mm Flachpressplatte V 100 G 13 mm Wärmedämmung 120 mm Dampfsperre Spanplatte V 100 G, 13 mm Luftraum, Lattung 20/60 mm Schalung, horizontal N + F 18 mm Stütze BSH 140/180 mm Eckstütze BSH 168/168 mm Deckbrett 55/140 mm Stütze BSH 140/340 –218 mm Randträger BSH 120/250 mm Sparren 60/160 mm und 55/242 mm Kippsicherung Pfette BSH 140/250 mm Dachbinder BSH 140/220 Futterholz, verleimt 50 mm Sohlbank, Eiche verleimt, stehende Jahresringe Insektenschutzgitter Kupfer Zuluft 20/100 mm, e = 200 mm Lattenrost Brücke

Fassaden

26 · Wohnhaus Stuttgart, D; 1997 Architekten: Schlude Ströhle, Stuttgart º DBZ 4 / 1999 Baumeister 1 / 1999 V4 V5-10

1 H

V1-4

2

V3

V7

V10 V5-10 H

M 1:400 • Niedrigenergiehaus mit hohem Vorfertigungsgrad • 3 Tage Montagezeit

H

1 7

3

6 5

2 3 4 5 6 7 8

2 4 1 V2

V6

Außenwand: 280 mm Schalung Douglasie 20 mm Konterlattung 20 mm Windsperre, diffusionsoffen Holzweichfaserdämmplatte 40 mm Mineralfaserdämmplatte 180 mm Rahmenkonstruktion, mit Borsalz imprägniert 180 mm Dampfbremse 0,2 mm Gipsbauplatten 2≈ 10 mm Träger BSH 60/300 mm Furnierschichtholzplatte Kerto Fensterrahmen Lärche Schiebeladen Lärche Stahlrahmen, verzinkt Stahlkonstruktion, verzinkt Holzrost

V9

8

V1

V5

V8

317

Fassaden

27 · Friedhof 9 Eching, D; 1985 8

13 14

9

Architekten: Sampo Widmann und Stephan Romero, München Mitarbeit: H. Huber

7

7 10

8

º Baumeister 4/1987 Informationsdienst Holz 22

V7 V7 13 V3

1 6 11 5

4

V6

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Außenwand: hinterlüftet 240 mm umgekehrte Leistenschalung Fichte 20/40 mm und 20/90 mm Lattung horizontal 40/60 mm Wärmedämmung 120 mm Dampfbremse Holzwerkstoffplatte 19 mm Innenschalung Fichte N + F 21 mm Eckstütze 160/160 mm Stütze 100/160 mm Zwillingsstütze 2≈ 60/140 mm Untergurt-Binder Binder-Diagonale Distanzstück Pfette 100/120 mm Sparren 80/160 mm Randträger 100/180 mm Vordach Tür Oberlichtband Insektenschutzgitter

V6

V3 H1 V2

V5 H2

V1

V4

V1-3

H1 H2

V4-7

V5 M 1:400

H1 13

12

11

3

1

V2 2 1

H2

14 12

V1

318

V4

Fassaden

28 · Reihenhäuser Eching, D; 1988 Architekt: Reinhold Tobey, München Mitarbeit: M. Streib, W. Dilcher-Tobey

V4 10

V2 H1

18

H2 V3

V1

H1 16 1

17

V2

V4 15

V1,2

• Raster: 105 cm • Holzskelettkonstruktion mit wechselnder Richtung der Trägerlagen • Haustrennwände, Boden- und Dachelemente komplett vorgefertigt • Innenwände, Schiebetüren werkstattfertig für Selbstmontage entwickelt

V3,4 H2

M 1:400 2 1 14 5

4 3

6 7

8

H1

H2

16

9

14 1 13

12

11 V1

V3

2 3 4 5 6

Außenwand: 180 mm Spanplatte zementgebunden 16 mm Luftraum 19 mm Wärmedämmung 120 mm Dampfbremse Bau-Furniersperrholzplatte 25 mm Hauptstütze BSH 180/180 mm Stütze BSH 125/130 mm Haustrennwandelement, tragend Elementmittelpfosten Deckleiste 25/70 mm

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Deckbrett 30/152 mm Regenrohr Hauptträger BSH 180/300 mm Drahtglas auf NH 80/80 mm Holztafelelement Stahlrohr, Schwert, Kopfplatten Schwellenholz BSH 100/160 mm Wendefenster Türblatt Lüftungsklappe Holzlamellen Dachbinder

319

Fassaden

8

29 · Doppelwohnhaus München-Solln, D; 1999 Architekt: Werner Bäuerle, Konstanz

V11 5

º DBZ, 12/1998 Baumeister, 5/1998

3 2

V5-11

V6

V4

H1,2

6

H3

13 V1-4 1 V3

2

7

H3

H2

V1-4

H3 V5-11

V10 H2 6

1

H1 M 1:400 • Raster: 2 m • Skelettbau mit Stützen und Durchlaufträgern • Dreischichtplatten als horizontale Aussteifung • vorgefertigte Wandelemente • 6 Monate Bauzeit

6

9 V2

V9

V5

1 12 10 11

H1

V8

1

1

3 V1

4

320

2 3 4 5

Außenwand: 246 mm Schalung Lärche, horizontal 40/40mm Lattung schwarz lasiert 24/48 mm Windpapier schwarz Holzfaserplatte 22 mm Wärmedämmung 147 mm Dampfsperre PE-Folie Gipsfaserplatte 12,5 mm Stütze BSH 120/120 mm Aluminium-Verbundtafel 4 mm Stahlbeton, wasserundurchlässig Rinnenhalter Flachstahl

6

V7

6 7 8 9 10 11 12 13

Balkonkonstruktion Stahl Schalung Lärche, horizontal 40/40mm Stahlprofil gelocht Farbglas Druckrohr Aussteifung Stahlstab Ø 16 mm Regenfallrohr Ø 80 mm Haustrennwand: Gipsfaserplatte 12,5 mm Wärmedämmung 107,5 mm Gipsfaserplatten 2≈ 15 mm Wärmedämmung Mineralwolle 40 mm

Fassaden

30 · Atelierhaus Darmstadt, D; 1995 Architekten: Ute Schauer, Franz Volhard, Darmstadt º Detail 2/1997

2 V7

V3 V2

V7 V6 V5

V1

V4

3 V3

1

V4,6,7 V1-3

V6 H2

H1 V5

M 1:400 •

Holzrahmenbau mit Ausfachung aus Leichtlehmsteinen und verputzten Wandflächen • hoher Vorfertigungsgrad

V2

V5

3

1

H1

H2 1

4

5

2 3 V1

V4

4 5

Wandaufbau: 290 mm Leichtputz, mineralisch 30 mm Schilfrohr-Leichtbauplatten mit Spritzbewurf 2≈ 50 mm Sperrholzplatte 18 mm Leichtlehmstein-Stapelwand LLS 0,7 120 mm in Lehmmörtel zwischen Pfosten NH 60/120 mm, Dreikantleisten Elektroinstallationsführung Faserlehm-Unterputz 15 mm Glasfasergewebe Sumpfkalkfeinputz 5 mm Holzwerkstoff-Stegträger h = 302 mm Eichenholzrahmen mit Wärmeschutzverglasung Träger NH 100/180 mm PSL 160/241 mm

321

Fassaden

31 · Wohnhaus Aachen, D; 1976 –1980 10 Architekten: Erich Schneider-Wessling mit Ilse Walter, Helmut Brinkhaus, Köln º Bauen mit Holz 3/1983

8

V7,8

1

6 V5 4 V8

7 V4

9

Außenwand: 120 mm Diagonalschalung außen 30/233 mm Wärmedämmung Mineralfaser 60 mm Dampfbremse PE-Folie Diagonalschalung innen 30/233 mm 2 Stütze 90/120 mm 3 Eckstütze 120/120 mm 4 Unterzüge und Träger 120/233 mm 5 Randträger 90/233 mm 6 Sparren 120/165 mm 7 Schiebetür 8 Warmdach, geflutet 9 Holzrost 40/120 mm 10 Kaltdach 11 Klinker im Mörtelbett 52/52/240 mm

V4 V5 V9 H4

H5

V6

H3 H2 H1

V1,2 V5

V7,8

V6,9 H4

V3,4 H5 M 1:800

5

4 V7

V9

V3

V2 H3

H4

7 3

H2

H5 2 1 H1

1

11

V1

322

V6

• • • • •

Grundrissraster 125/125 cm Höhenmodul 70 cm (70 : 3 = 23,3) Stützen- und Trägerabstände 625 cm axiale Konstruktionsanschlüsse alle sichtbaren Holzteile Lärche

Fassaden

32 · Wohnhaus Brest, F; 1983 Architekt: Roland Schweitzer, Paris Mitarbeit: P. Jean º Techniques & Architecture, Paris 4 - 5/1986

3

2

Isometrie

• Raster: 270 + 10 cm (quadratisch) • Ständer, Nebenträger Ausbau: Raster 90 cm • alle sichtbaren Hölzer: Tropenholz

1

6

5

4

1

2 3 4 5 6

Außenwand: 104 mm Außenschalung, vertikal 20 mm Luftschicht, Lattung horizontal 10 mm Flachpressplatte 12 mm Wärmedämmung 50 mm Verschalung oder Spanplatte 12 mm Stütze 100/100 mm Randträger BSH 65/240 mm Randträger BSH 70/210 mm Holzrost Träger 100/120 mm

323

Fassaden

33 · Grüne Häuser

8 5

Berlin, D; 1985

4

Architekt: Otto Steidle mit Hans Kohl, München º Detail 4/1985

6

V7 H2

V5 V4

7 V3 V2

7

V1 V7

V6,9,11 H3

H1

V8,10

H1 V1-3

V4,5

V5 V6,7 H2

V8-11

H2

H3 M 1:300

9

• Holzskelettkonstruktion F 30 • Raster: 197,5 und 260 cm • Höhenmodul: 30 cm

10

V3

2

V4

3

3 V6

V9

V11

1

2 H1

1

H3

V2

1

V1

324

V8

10

V10

Außenwand: hinterlüftet 155 mm Spanplatte, zementgebunden 12/330 mm, Deckbreite 300 mm Luftschicht, belüftet 27 mm Pappe, bituminiert zweilagig Ständer 50/100 mm, e = 62,5 cm Wärmedämmung 100 mm PE-Folie 0,2 mm Flachpressplatte V 20, 16 mm 2 Kreuzstütze BSH 180/180 mm 3 Träger 100/180, 200, 340, 400 mm 4 Bogenbinder BSH 100/200 mm 5 Zwischenbinder BSH 60/120 mm 6 Pfetten 60/100 mm 7 Zugstange d = 10 mm 8 Insektenschutz Lochblech 9 Dach, begrünt 10 Holzrost (Eingang, Terrasse)

Fassaden

34 · Schule Dischingen, D; 1979 –1980 8

7

Architekten: Klaus Mahler und Jürgen Schäfer, Stuttgart º Detail 2/1983

8

7 V2

V4

H1

H2

V1

V3

6 5 H2 1

V1,2 H1 V2

V3,4

V4

1 M 1:1500

5

• Raster 864 ≈ 864 cm • Ständerabstände 108 cm • Windaussteifung mit Flachpressplatte und Kopfbandzangen • Dachüberstand 189 cm • davorgestellter Sonnenschutz aus fest stehenden Holzlamellen

4

H2

H1 1

9

9

3

3 1 2

V1

V3

2

Außenwand: hinterlüftet 171 mm Stülpschalung auf Zahnleiste 18 mm Luftschicht 24 mm Spanplatte 13 mm Wärmedämmung 2≈ 40 mm Dampfsperre Holzschalung, N + F 18 mm Stahlbeton – Sockelbalken 200/600 mm

3 4 5 6 7 8 9

Trägerlage 100/280 mm Kreuzstütze BSH 200/200 mm Ständer und Riegel 80/160 mm Kopfband Zange 2≈ 50/130 mm Hauptträger BSH 100/200 mm Trägerlage 100/200 mm Umgang Bohlen 40/130 mm

325

Fassaden

35 · Wohnhaus Regensburg–Kumpfmühl, D; 1978/79

9

10 Architekt: Thomas Herzog mit Verena Herzog-Loibl und Walter Götz, München º Werk, Bauen + Wohnen, Zürich 5/1980 Nikkei Architecture, Tokio 11/1980 domus, Mailand 621/1981

11

V9

V7

H1,2 H3

V6 H4

V2,4

V5

V7

8

V1,3

V8

aa

V8/9 • Raster: 90 cm • Modul: 15 cm • Wintergarten in Baukörperform integriert 7 V1-4

V5-7

V2 a

6 12

H1

1 V4

a

H3,4

V6

8 H1,2

1 2 3

V9

13

2 3 4 12

4

5 6 7 8 9

1

5

H1

14

H2 H3

V8

H4

1

V1

326

V3

V5

10 11 12 13 14

M 1:400 Außenwand: 150 mm Holzschalung Douglasie, N + F 20 mm Luftschicht 30 mm Wärmedämmung 80 mm Holzwerkstoffplatte Lärche-Furnier 20 mm Stütze BSH 150/150 mm Ständer 45/135 mm Ständer 35/135 mm, Elementstoß mit Aussparung für Elektrokabel Ständer 70/135 mm Hauptträger BSH 2≈ 70/300 mm Randträger BSH 70/300 mm Dachträger BSH 2≈ 70/400 Dachdeckung: Blech auf Sperrholz, Befestigung mit Klemmprofil Laufsteg: Riffelblech, verzinkt Einscheiben-Sicherheitsglas Schiebetür Ecke Wintergarten, einfach verglast Doppeltür, außen Lüftungsflügel mit schrägen Holzlamellen

Fassaden

36 · Jugendbildungsstätte Windberg, D; 1990 Architekt: Thomas Herzog mit Peter Bonfig und Walter Götz, München º DBZ, 1/1991 Techniques en Architecture, Paris 398/1991 World Architecture, London 27/1994

H1 H2 V1

aa 4 M 1:400 • Modul: 15 cm • Stülpschalung Lärche, farblos lasiert • Regenschutz aus regelmäßig angeordneten Z-Profilen • Gebäudelänge 70 m

5

1

8

2

3

2

3

2 3 4 5 6 7 8

Außenwand: 197 mm Stülpschalung Lärche, 22/137 mm Luftschicht 20 mm Folie, atmungsaktiv, perforiert Wärmedämmung 140 mm Dampfbremse, PE-Folie Sperrholzplatte 15 mm Stütze BSH 150/175 mm Pfosten BSH 70/175 mm Träger BSH 120/300 mm Riegel BSH 60/160 mm Schwelle BSH 60/160 mm Z-Profil, Aluminium, alle 45 cm Lüftungsklappe

H1 4

5 H2

8

1

H1 V1

8

H2 a

a

2

7 1

6 V1

327

Fassaden

7 19 6

V7

18

V 16

V 11

V3

V 15

6

17

V6 V 14

V 10

8 3

14 V5

V2

1 V9

V 13

1

2

13

3 H2

H4 14

H5

16

H1

H2

H3 V 12

V1 5 4

15

V4

328

V8

Fassaden

37 · Wohnhaus Waldmohr, D; 1982-84 Architekt: Thomas Herzog, Michael Volz, München º World Architecture, London 27/1994 V3 V7 V 11 V 16 V2 V6 V 10 V 15 V 14 V 21 V5

H2 V 18

V9 V 13

19

V1 V4

V 20 H1 H4

V 17

V8

11

H3 V 12

9

V 21 H5

V 19

12

10

V 18

V 20

10

• Modul: 15 cm • Raster: 105 cm, Stützenfelder 315 cm • quadratischer Grundriss mit Seitenlänge 1275 cm, • Südorientierung der Diagonale • Geschosshöhe 270 cm • großzügige Verglasung im Süden mit Wintergarten • weitgehend geschlossene und gedämmte Fassade nach Nord-Westen und Nord-Osten • Temperaturstufung im Grundriss: wärmere Räume werden durch niedriger temperierte gepuffert H5 V 17

4

V 19

1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Außenwand: hinterlüftet 169 mm Deckleisten 24/70 mm Schalung Lärche 19/150 mm Lattung, vertikal 20 mm Hinterlüftung Wärmedämmung 110 mm Dampfbremse Schalung Lärche, vertikal, N + F 19/150 mm Stütze BSH 150/150 mm Ständer und Riegel 75/110 mm Schwelle Stahlprofil Schwellholz 90/110 mm Fassadenträger BSH 130/300 mm Langlöcher für Hinterlüftung Innentür verglast, Installationskanal Galeriebrüstung Schiebetür zum Wintergarten Isolierverglasung, Innenrollo Verstärkung Innenwand, verglast Innenwand, Installationssockel Decke über Vorratskeller Anschluss Vorratskeller Treppenpodest und Balkon Regalwand Schaumglas

329

Fassaden

13

14

11

12

11

10

3 10

17

4

H2 12 1

H1 H1

9

V1 Schnitt durch Südfassade im Bereich der Speicherwand mit transluzenter Wärmedämmung

330

2 3 4 5 6 7 8 9

Außenwand: 200 mm Spanplatte, zementgebunden 18/290 mm, Deckbreite 300 mm, mit steingrauem Acrylanstrich Leisten 14/120 mm, mit Außenschalung, verleimt Wärmedämmung 150 mm Dampfbremse Spanplatte, zementgebunden 18 mm Innenstütze BSH 150/150 mm Außenstütze BSH 60/150 mm Ständer BSH 40/150 mm Randträger BSH 60/180 mm Träger BSH 100/400 mm Lüftungsflügel mit Insektengitter Innenwand Schwellenholz 50/150 mm

10 Speicherwand: transluzentes Wärmedämmelement: Klarglas, kapillares Polycarbonat-Glas mit linearer H 3 horizontaler Struktur Betonfertigteil 100 mm, außen schwarz gestrichen Dampfbremse PE-Folie Flachpressplatte, zementgebunden 18 mm 11 Kragarm, zusammengesetzter Querschnitt, beplanckt mit Sperrholz 12 Holzrost 40/40 mm, Brüstung mit Edelstahlgitter-Füllung 13 Dachverglasung ESG 14 Isolierverglasung innen VSG 15 Schiebetüre, verglast 16 Schiebetüre Einbauschrank

2 H4

15

5

6

Fassaden

38 · Doppelwohnhaus Pullach, D; 1989 Architekten: Thomas Herzog, Michael Volz, mit Michael Streib, München º Häuser, Hamburg 6/1990 domus, Mailand 2/1991 DBZ, 12/1991 Detail, 6/1992

H2 16

H1,3

H4 H5

H6 aa

• • • •

Raster: 90 cm Modul: 15 cm alle Aufenthaltsräume südorientiert solare Energiegewinne durch direkte Einstrahlung und zeitverzögert durch Speicherwand mit transluzenter Wärmedämmung • konstruktiver Holzschutz durch großen Dachüberstand

1

2

1

H6 18

a H5

8

V2

H5,6

7 H3,4 V2

H2 V2

a

H1

V1 H1 M 1:300

331

Fassaden

39 · Clubhaus und Pferdesportanlage Ecublens, CH; 1984 Architekten: Atelier Cube, Lausanne Guy & Marc Collomb, Patrick Vogel

º Werk, Bauen und Wohnen 9/1985 • Tragkonstruktion und Ausbau Fichte, Außentreppen und Fußboden der offenen Galerie Lärche • Fassadenbauteile, bis zu zwei Geschosse hoch vorgefertigt, aus äußerer Schalung, Diagonal-Schalung, Ständer und Riegel • Dämmung, Dampfbremse und innere Schalung am Bau montiert • Gebäudeaussteifung durch DiagonalSchalung M 1:500

3

4

7

6 1

8

2

1

6

5 8

332

1

Außenwand: 186 mm Außenschalung N + F 22 mm Hinterlüftung / Lattung, vertikal, kesseldruckimprägniert 40 mm Diagonalschalung 22 mm Wärmedämmung 80 mm Dampfbremse Innenschalung, horizontal sägerau, unbehandelt 22 mm

2 3 4 5 6 7 8

Betonstütze Hauptträger BSH Nebenträger Fassadenträger 120/240 mm Fassadenbauteil, vorgefertigt Innenschalung am Bau montiert Lamellen aus Mattglas, beweglich Deckleiste

Fassaden

40 · Holzpavillon 6

Wildpark Langenberg, Langnau am Albis, CH; 1998

5 4

V4

4

V3

V8

Architekten: Burkhalter Sumi Architekten, Zürich;

V4

V7

V8 H1

H2

V1 2

2

V2,3

V6

V5,7

H1,2

V5-8 V1

3

V5

V2

V6

V1-4

1

M 1:400

2 H1

H2 1

2 3

4 5 6

Wandaufbau: 180 mm Dreischichtplatte 20 mm Holzständer auf Betonplatte gedübelt, dazwischen Wärmedämmung Steinwolle Dampfbremse Dreischichtplatte 20 mm, Plattenstoß mit Feder, gestrichen Rahmenkonstruktion BSH mit Glas ausgefacht, gestrichen Schwellholz der Wandelemente mit SS Ø10 ≈ 280 mm auf Beton gedübelt Lamellen Lärche, unbehandelt 45/45 mm Träger BSH 260/220 mm Randträger NH 120/200 mm

333

Fassaden

41 · Wohnhaus Cambridge, GB; 1974 8 Architekt: Marcial Echenique, Cambridge

7

V3 V2

V6

H1

H2

V1

V4

V5 6

9

V3

V6

V4-6 H2 5 H1 V1-3

M 1:400 V2

V5

4

3 2

1 H1

H2

1

V1

334

V4

º Architectural Review 4/1974 Baumeister 1/1978

1

• • • •

2 3 4 5 6 7 8

Raster 381 ≈ 381 cm Ausbauraster 60 cm Konstruktion aus Hemlock Standardgrößen für Holzwolleleichtbauund Faserzementplatten, Fenster und Türen • 1 Jahr Planungs-, 3 Monate Bauzeit • geringe Baukosten • z.T. ohne konstruktiven Holzschutz

9

Außenwand: 79,4 mm (3,125") Faserzementplatte, emailliert 3,2 mm Holzwolleleichtbauplatte 76,2 mm Stütze 101, 6/127 mm (4"/5") Zange 2≈ 50,8/152,4 mm (2"/6") Deckleisten 25,4/50,8 mm (1"/2") Träger 101,6/304,8 mm (4"/12") Rahmenholz 76,2/228,6 mm (3"/9") Träger 101,6/304,8 mm (4"/12") Holzwolleleichtbauplatte mit ‰-Profil gefasst Sperrholzlasche

Fassaden

42 · Wohnhausgruppe München-Perlach, D; 1978

12

11 V6 V9

Architekten: Doris und Ralph Thut, München º Sack/Rautert: »Einfache Paradiese« Stuttgart 1985

V 12

V9

V5,6

15 V4

V2

10

V1

H1

V8

V10-12

H2 V3

V7

13

V 11

V5

14

V 10 9

6

H2 V1,2

V4

V2

V8

H1

V7-12 H2

1 M 1:500

4

3

2

1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

5 6

H1

H2 1

7 V1

V3

V7

8

Außenwand: hinterlüftet, 125 mm Schalung, horizontal 20/150 mm Luftraum 10 mm Wärmedämmung 80 mm Dampfbremse Gipskarton 12,5 mm Ständer 90/90 mm Wohnungstrennwand Raumtrennwand Stütze 240/240 mm Schiebetür zum Wintergarten Nebenträger 120/250 mm Holzrost 40/150 mm Hauptträger 2≈ 12/24 mm, Zangen Abdeckung Klappfenster, transparent Wellpappe, bituminiert Dachbinder, Untergurt Schrägverglasung, stumpf gestoßen Lamellenfenster Wellplatte, lichtdurchlässig

• Raster Tragwerk: 3275/4450 mm • Fassaden- und Ausbauraster: 1310-625 - 327,5 mm • Höhenraster der Schalung: 135 mm • Südorientierung mit vorgeschalteter Glashauszone • einfache Ausbaudetails • Innenausbau in Eigenleistung • Verbindungen mit Nagelblechen • rahmenlose Verglasung mit Haltewinkel und Silikondichtung • Schiebetüren und Klappfenster mit Kistenbeschlägen

335

Fassaden

1

43 · Fortbildungsakademie 2

Herne, D; 1999 Architekten: Jourda et Perraudin, Paris mit Hegger Hegger Schleiff Architekten, Kassel

3

º Detail 3/1999 Architektur aktuell 235

4

V1-3

5 H

M 1:500

6 7

V1-3

M 1:4500

8

9

• Haus im Haus-Prinzip • Raster 6 m • Stützen aus 130 Jahre alten Fichtenstämmen 18 Monate vor Einbau geschlagen für ausreichende Trocknungszeit • Fassaden der eingestellten Baukörper weder wind- noch regendicht ausgeführt • gebäudeintegrierte Photovoltaikanlage mit einer Gesamtleistung von 1 MW (peak)

V3

5

V2

336

8

5

H

10 V1

11

1

Dachverglasung VSG Weißglas TVG 6 mm Photovoltaikzellen in Gießharz 2 mm Teilvorgespanntes Glas TVG 8 mm 2 Wechselrichter 3 Stahlrinne, verzinkt 4 Regenwasser Schnellablaufsystem 5 Fassade Einfachverglasung Structural Sealant Glazing auf Fassadenpfosten BSH 160/60 mm 6 Randträger BSH 300/400 mm 7 Öffnungsflügel 8 Fassadenpfosten Holzfachwerk 9 Dachträger Holzfachwerk 10 Fassadenpfosten Stahlhalterung 11 Fassadenriegel BSH

Fassaden

44 · Jugenddorf Cieux, Haute Vienne, F; 1985 Architekt: Roland Schweitzer, Paris Mitarbeit: Ch. Peyret º Techniques & Architecture, Paris 4–5/1986

H aa

H

a

a

9 M 1:500 9

H

8 7

6

2 5

1 4

3

Schnitt durch den Speisesaal • Raster Tragwerk: 210 cm • vorgefertigte Wandund Deckenelemente 1 2

‰ - Profil 2≈ 65/42 mm Träger 2≈ 50/110 mm

3 4 5 6 7 8 9

Träger Lattenrost 32/105 mm Latte 40/40 mm Schwelle 45/42 mm Hartholz 95/200 mm Schiebetür Zangenstütze 2≈ 50/200 mm Träger BSH 95/320 mm

337

Fassaden

45 · Wochenendhaus Fuji-Yoshida, J; 2001 Architekt: Kazunari Sakamoto, Architectural Laboratory, Tokio

4 8

º Detail 5/2002 V1-3

V4-6

V7-9

5 5

5

H

V3

V6

6

V9

7

9 2 V1-3 10

1

V4-6

V7-9

11

3 H

V5

V2

• Skelettbau mit erhöhter Erdbebensicherheit

V8

1

2 11

2 3

10

H 3

10 1

V1

338

V4

V7

11

Außenwand: 180 mm Schalung Zeder 15 mm Furniersperrholzplatte Lauan 5,5 mm Lattung 24/45 mm Winddichtung, diffusionsoffen Holzständer 105/105 mm, dazwischen Wärmedämmung Mineralwolle 100 mm Lattung 24/45 mm Furniersperrholzplatte jap. Linde 5,5 mm 2 Stütze / Riegel jap. Pinie 105/105 mm 3 Bohle japanische Pinie 38/235 mm 4 Sparren japanische Pinie 90/90 mm 5 Belüftung Dachraum 6 Floatglas 10 mm 7 Doppelstegplatte Polycarbonat 10 mm 8 Drahtglas 6,8 mm auf Kantholzrost 38/235 mm 9 Aussteifung Rundstahl Ø 9 mm 10 Schiebetüre: Aluminiumrahmen, Isolierverglasung 11 Schiebeladen japanische Zeder 33 mm

Fassaden

9

46 · Wohnhaus Braunschweig, D; 1986 Architekt: Helmut C. Schulitz Schulitz + Partner, Braunschweig

V2

V8

V5

H1

V4 V3

H2

H3

V7 V6

V1 V3-5 V1,2 8

V6-9

H1 H2 7

6

1

V2

V5

V8

V4

V7

V9

H3

M 1:500

6 1

2

4

3 1

H1

H2

5

H3

7

º Detail, 6/1988

V1

V3

V6

• Raster Stützen: 225 ≈ 225 cm • glasgedeckter Innenhof - nicht beheizt für den Aufenthalt zwischen drinnen und draußen an sonnigen Wintertagen und bei schlechtem Wetter • Klimapaneele: im Sommer offen: als Beschattung und Klimaschutz im Winter geschlossen: als Wärmeschutz, die Belichtung der Räume erfolgt dann über den Innenhof

2 3 4 5 6

7 8 9

Außenwand: 159 mm Trapezblech 40 mm Spanplatte 19 mm Wärmedämmung 85 mm Dampfsperre Gipskarton 15 mm Stütze 120/120 mm Ständer 60/85 mm Wintergartentür Mauerwerk Betonstein Klimaschutzpaneel / Vordach, drehbar: Türband Rahmen L 40/80 mm Trapezprofile 40/167 mm und 25/125 mm Kragarm aus je 2 ‰- Profilen 30/60 mm Hängestab Ø 14 mm Träger unterspannt: 120/40 mm Verglasung Wintergarten

339

Fassaden

47 · Systemhaus Bad Iburg, D; 1989 Architekt: Eberhard Stauß, München Mitarbeit: U. Wangler

6

º Detail 1/1989

V3

V2

V7

V5

H1 V1

V3

V2

V5

H2,3 V4 V6

V7

2 3

H1

V6,7 H2,3 V4,5

V1,2 1 H3

M 1:400

2

5

4

H1

H2

• Raster der Holzkonstruktion: 60 cm • Verbindung von Massivbauteil mit Leichtbau aus Holz • Kastenfenster • elementierte Fassaden-, Boden- und Dachkonstruktion 1

V1

340

V4

1

V6

2 3 4 5 6

Außenwand: mit stehender Luftschicht, 197 mm Schalung N + F, 24/60 mm Luftraum 30 mm Flachpressplatte 19 mm Wärmedämmung 100 mm Dampfsperre Schalung N + F, 24/60 mm Stütze 180/60 mm Ständer 100/30 mm Latte 60/30 mm Kastenfenster Blechdeckung mit Stehfalz

Fassaden

48 · Wohn- und Atelierhaus Tsukuba, J; 1994 Architekten: Naito Architects & Ass., Tokio Hiroshi Naito, Tatsuo Yoshida º Detail 4/1996

aa

4

2 a

a

V 1

1

2 3 4

V

V

5 6

Außenwand: 140 mm Zedernholzschalung 12 mm mit Deckleisten Winddichtung Wärmedämmung 105 mm Sperrholz 6 mm Festverglasung verglastes Schiebeelement zum Innenraum balkonabschließendes Schiebeelement Brüstung aus Edelstahlseilen Ø 3 mm Stütze japanische Pinie 105/105 mm

H

M 1:400

1

6

2

4

3

5

H

341

Fassaden

49 · Wohnhaus Gmund am Tegernsee, D; 1960 Architekt: Hans Busso von Busse, München Mitarbeit: B. von Busse

8

V2 V4

7

H1

9

10

4 V2

V4

H2 V3

V1

• Raster 125 cm • Abstand der Stützen 250 cm in Längsrichtung und 375 cm in Querrichtung • Stützen aus Eichenholzprofilen addiert zu Zwillingen oder Drillingen je nach Beanspruchung • Fensterrahmen aus steirischer Blutlärche

V3,4 H2

1 1

Drillingsstützen am Giebel 3≈ 60/200 mm, Eiche und 2≈ ‰ -Profil 140 mm 2 Zwillingsstütze im Feld 60 ≈ 200 mm 3 Windverband in den Endfeldern 4 Mauerwerk verputzt 5 Eingangstür 6 Heizkanal mit Konvektoren 7 Druckstab 50/180 mm 8 Träger 50/260 mm verleimt 9 abgehängte Decke 10 Rolladenführung

3 3

4 4

5 2 10

H1

H2

4

6

V1

342

V3

H1 V1,2

M 1:400

Fassaden

50 · Wohnhaus Glonn-Haslach, D; 1963 Architekten: Werner und Grete Wirsing, München

4

V2,3 V5,6

3

H1

H2

V1

7

V4 V1,2

V6

V3

9

• Tragwerk aus Walzstahlprofilen • Raster der Stützen und Fachwerkträger: 250 cm • Fassadenteilung 125 cm • vorgefertigte Wand-, Fenster- und Fenstertürtafeln aus Lärchenholz

1

6

5

2 3 4 5 6 7 8 9

8

1

V6

Außenwand: 100 mm Außenschalung 20/84 mm Wärmedämmung 60 mm Innenschalung N + F 20/84 mm Stütze 2≈ ‰ 100 mm Untergurt Flachstahl 2≈ 5/40 mm Obergurt 2≈ ∑ 50/80/5 mm Untergurt 2≈ ‰ 80 mm Obergurt 2≈ ∑ 80/65/8 mm Knotenblech Bohlenschalung 50 mm Träger 60/120 mm

V4,5 H2

V3

V2

H1

M 1:300

V5

1

2

H1

H2

V1

V4

343

Fassaden

51 · Wohnhaus Allensbach, D; 1996 Architekt: Schaudt Architekten, Konstanz Helmut Hagmüller º Detail 1/2000 V 4-7

V7

H 1-3 V 1-3 V 8-11

7 8

aa

7 4

9

10 2

a

a

V 1-7

V 8-11

7 H 1-3 V3

V6

M 1:500

V 11 • Skelettbau • Stützenraster 2,4 ≈ 5 m

3

5

6 7 4

V 10

11

9 1

V5

V2

V9 1

7

1

11

9 H1

9

H2

2

H3

11

6

7

5

V1

344

V4

V8

Außenwand: hinterlüftet, 240 mm Schalung Red Cedar, unbehandelt 20 mm Lattung 40/60 mm poröse Holzfaserplatten 2≈ 13 mm Wärmedämmung Hartschaum 40 mm Wärmedämmung Mineralwolle 100 mm Dampfsperre PE-Folie 0,4 mm Gipsfaserplatte 12,5 mm 2 durchgehende Stütze F 30 3 statische Verstärkung der Stütze (Rundstahl verzinkt Ø 31,8/2,6 mm) 4 Deckenbalken BSH 120/280 mm, 5 aussteifende Deckenscheibe BFU 50 mm, bzw. Windverband aus Rundstahl Ø 106 mm 6 Wandaufbau Nebenräume: Flachpressplatte 8 mm Luftschicht 20 mm Wärmedämmung Mineralwolle 70 mm Stahlbetonwand 150 mm 7 Stahlkonstruktion verzinkt 8 Holzlamellen Lärche 50/28 mm 9 Wärmeschutzverglasung 10 Wärmeschutzverglasung VSG 11 Schiebeelemente textiler Sonnenschutz

Fassaden

52 · Forststation Turbenthal, CH; 1992

5 1

Architekten: Burkhalter Sumi Architekten, Zürich;

1

2

º Detail 3/1995 DBZ 7/1996 • Prototyp für Forstwerkhöfe • Garage aus Gründen des Brandschutzes in Beton ausgeführt • hoher Vorfertigungsgrad

5 4

V4

V3

V2

V1

3

4

V5

V6

3 aa

2

V4

2 V5

V6 V3

a

a

M 1:500

V1 V2

1

H

2

2

1 3 4 5

Außenwand Verwaltung: 200 mm waagerechte Holzschalung 21/230 mm Lattung 40/80 mm Windpapier, dampfdurchlässig Wärmedämmung 120 mm zwischen Holzständern Dampfsperre Kiefernholzplatte 19 mm Außenwand Garage: 240 mm Holzschalung, senkrecht 21/230 mm Lattung 40/80 mm Windpapier, dampfdurchlässig Wärmedämmung 80 mm (wo erforderlich) Betonwand 200 mm Baumstamm Ø 380 –300 mm Massivholz Lärche 120 mm Hohlkastenflächenelement 160 mm

345

Fassaden

53 · Landratsamt Starnberg, D; 1987 Architekten: Auer + Weber, München / Stuttgart Projektgruppe: Christoph Hilzinger, Projektleiter: T. Bittcher-Zeitz, W. Glaser, K. Habisreutinger 16 15

V4 V7 V3 V4

V7

V2

V6 H1

H2

H3 V5

V1

M 1:500

14 H2

13

V3

H3

V5-7

V3,4

12

V2

V6 6

4

V1,2

2

M 1:1000

1 5 9

8

13 H2

H1

7

H3

º Baumeister 10/1988 11 3 1

7 10

V1

346

H1

V5

• • • •

Raster Tragwerk: 480 ≈ 240 ≈ 480 cm Zangenkonstruktion Trennung von Fassade und Tragwerk Ständer-Riegelkonstruktion der Fassade an Stahlbetondecke befestigt • Sandwich und Fensterelemente Hemlock • Türen Meranti 1

Sandwichelement: 68 mm Faserzementplatte, lasiert 4 mm PU Hartschaumplatte 60 mm Dampfsperre Aluminiumfolie Faserzementplatte 4 mm

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Ständer 2≈ 48/156 mm Riegel 78/110 mm Trennwand Dickglas Trennwand Aluminiumwinkel Tür vertikale Verstärkung T 70 (6 m) Trennfuge Hartholzschwelle 78/120 mm Stütze BSH 160/220 mm, Träger BSH 2≈ 160/350–400 mm Blechabdeckung Balkon, abgehängter Gitterrost Pfette BSH 160/280 mm Winkel 80 mm

Fassaden

54 · Seniorenwohnanlage Neuenbürg, D; 1996 Architekten: Mahler Günster Fuchs, Stuttgart 5

º Detail 5/1996 Bauwelt 5/1997 1

2

V8

3 8 6 2

1 V3

V4

V7 3 4 5 6 7 8 9

6

Außenwand: Holzfassade 182 mm Stülpschalung Douglasie natur gehobelt 2≈ 21 mm Unterkonstruktion/Hinterlüftung 22 mm Percalor-Platte Spanplatte, wasserfest verleimt 13 mm Mineralfaser 80 mm zwischen Holzkonstruktion Dampfsperre 4 mm Gipskarton 2≈ 12,5 mm Außenwand: Holzverschalung auf Betonwand Stülpschalung Douglasie natur gehobelt 2≈ 21 mm Holzmehrschichtplatte Lärche 19 mm Unterkonstruktion/Hinterlüftung 22 mm Dampfbremse Mineralfaser zwischen Holzkonstruktion 60 mm Betonwand Mineralfaserplatte Gipskarton 12,5 mm Stülpschalung von vertikalen Leisten unterteilt Holzschiebeladen, Dreischichtplatten Douglasie Pfette 120/160 mm Stütze, BSH 100/100 mm Bohlenbelag 105/40 mm Laubengangüberdachung Tür Abstellraum

9

V3,4,7,8

H V2,6,10 V1,5,9

H V1-8 V9,10

M 1:400

1 H 1

6

4 7 6

V2

V6

V10

V5

V9

1

V1

347

Fassaden

55 · Galeriegebäude München, D; 1992 Architekten: Jaques Herzog, Pierre DeMeuron, Basel Josef Peter Meier-Scupin, München º Bauwelt 5/1993 El Croquis 60/1993 Werk, Bauen + Wohnen 1–2/1994 V6

8

V1-6

5

6

H2

4

H1

V5

V1-6

3

H1

H2 V7-8

V4 1

M 1:800 Pfosten-Riegel-Konstruktion aus Brettschichtholz lagert auf zwei fi-förmigen Stahlbetonwannen 1

8 8 V3

7 V8 2 3 4 5 6 7 8

6 V2

Wandaufbau: 450 mm Holzmehrschichtplatte Birke, wetterfest verleimt 20 mm Kanthölzer, keilgezinkt 158/160 mm Mineralfaser, Klemmfilz 160 mm Bau-Furniersperrholz, nagelpressgeleimt 20 mm Dampfsperre Luftschicht/ Luftschichtanker Porenbetonsteine 125 mm Putz 20 mm Stütze BSH 260/200 mm Riegel BSH 200/260 mm Ringanker 125/240 mm Distanzrohr Edelstahl Luftschlitz 30 mm Hebeschiebetür abgehängte Decke

7

V7

V1 H1 H2

2

348

Fassaden

20

20

56 · Hochschulgebäude Wiesbaden, D; 2000 22 Architekten: Mahler Günster Fuchs, Stuttgart

19 21

18

º 17

13

Detail 8/2003 Glas 4/2002

7 V6

V7

V8

1 2

16

3 4 5 6 7 8

2

V3 6

9 10 11 12

7 13 15

7 13 14

14 15 16

14

8 2

17

2 V2

12

18 19 20 21

V5

4

1

22

Pfosten BSH 400/80 mm Zwischenriegel BSH 400/40 mm, oberster Riegel drehbar unterer Riegel BSH 400/60 mm Rahmenholz 40/60 mm Schwelle 150/250 mm Schwelle 150/190 mm Holzblende 20 mm Öffnungsflügel Metallprofil mit Zahngetriebe Absturzsicherung VSG-Scheibe Isolierverglasung mit Holzeinlage Randprofil BSH 500/80 mm Pressleiste Douglasie, vertikal 25/60 mm Fassadenanschlussprofil Alu, durchlaufend Stahlprofil Schienenprofil für Fassadenreinigung Fassadenbefestigung am Dachtragwerk unteres Schwellenholz BSH Douglasie 80/470 mm Rahmenholz 60/80 mm Pfosten BSH Douglasie 80/80 mm Riegel BSH Douglasie 80/100–150 mm Träger BSH Douglasie 120/2020/1640–1690 mm Dreischichtplatte Douglasie, gelocht 40 mm

V6

V7,8

V1-5 H3

H1,2

H1 V1-3

V6 V7,8

• N–S-Fassade mit Sonnen-und Sichtschutz durch Isolierglasscheiben mit Holzlamellen im Scheibenzwischenraum • O–W-Regalfassade als Sonnenschutz und zur Präsentation der studentischen Arbeiten

8

H1

H2 V4,5

H3

M 1:1000

H2

2

11 12 1 1

8

10

9 4

3 4 7

13

7

13

5

1

5

14

V1

V4

H3

349

Fassaden

57 · Geschossbau Innsbruck, A; 1996 Architekten: A. Kathan, M. Schranz, E. Strolz, Innsbruck Mitarbeit: H. Hofer, C. Hrdlovics, F. Reiter, S. Schwarzmann º Detail 7/1997 V8 V7,8

V1-4 V5,6 H1

H2

V4

3

V3

V7

V2

V6 3 5

2

7

4 6

V1-4

V7,8 V5,6

1

H1

H2 M 1:500

• Wandschalung incl. Lattung, Dämmung und Fenster als verlorene Schalung für Recyclingbeton • hoher Vorfertigungsgrad • Bauzeit 11 Monate 1 8

V1

V5 2

1

3

3

6

3

4 5 6

H1

350

H2

7 8

Außenwand: Erker Stülpschalung Eiche 15/150 mm Spanplatte mit Umleimer 25 mm Schalldämmfolie 5,5 mm Steinwolle 70 mm zwischen Holzrahmen Schalldämmfolie 5,5 mm Dampfsperre Spanplatte, malfertig gespachtelt Isolierverglasung ESG 10/6 mm, auf Holzrahmen geklebt Außenwand: Stülpschalung Eiche 15/150 mm Überdeckung 16,7 mm Lattung, senkrecht 20/40 mm Konterlattung, waagerecht, dazwischen Steinwolle 80 mm Spanplatte 25 mm Stahlbeton 150 mm Spanplatte, malfertig, gespachtelt 25 mm Holzrahmenkonstruktion 68/90 mm Einfachverglasung VSG 6/6 mm, auf Holzrahmen geklebt Schiebeflügel: Holzrahmen 61/90 mm Einfachverglasung ESG 6 mm Tragschiene, verzinkt Führungsschiene

Fassaden

58 · Försterschule Lyss, CH; 1997 Architekten: I+B, Itten und Brechbühl, Bern º Detail 7/1997 DBZ 10/1997

• Stützen Weißtanne entrindet Ø 550–350 mm • Die Lamellen aus Lärchenholzbrettern dienen der Fassade als Witterungs- und Sonnenschutz. Sie sind als leicht ersetzbare Verschleißteile konzipiert.

5

2

4

3

H1 V3

V2

8

V1

H1

1

8

Außenwand: 210 mm Schalung Lärche 24 mm Hinterlüftung 24 mm Holzfaser-Dämmplatten 40 mm Windpapier Holzfaser-Dämmplatten 40 mm Wärmedämmung 120 mm Gipsfaserplatten 2≈ 12,5 mm 2 Pfosten BSH Lärche 100/160 mm 3 Isolierverglasung in Holzrahmen 4 ESG-Scheibe geätzt 10 mm 5 Brett Lärche 24 mm 6 Flachstahl 7 Stahlprofil 8 Rundstahl Ø 16 mm 9 Deckenelement Dreischichtplatten auf Rundhölzern Ø 150 mm 10 Installationsführung

V2

V3

V1,2

M 1:1000

3 H1

3

6

5

8

7

1

5

10

4

V1

9

V3

351

Fassaden

59 · Wohnhausgruppe 7

Regensburg, D; 1996 Architekten: Dietrich Fink, Thomas Jocher, München º Detail 1/1997

4

3

V4

10

V1-4,8,9

V5-7

H1,3,4

H2

V7

H3 3

H1 10

V5-7 V9

H2

V1,2 11

H1

H2 3

• • • •

Raster: 62,5 cm • hoher Vorfertigungsgrad Holzrahmenbau • 4 Monate Bauzeit Holz-Beton-Verbunddecke • geringe Baukosten Keine Schallschutzmaßnahmen im Bereich der Maisonetten

6

V3,4,8

H4

1

M 1:300

1

H4

2

V3

11

V6 11

5

V5 9

2

V2

H3

8

V1

352

V8

V9

tragende Außenwand: Außenschalung Lärche 48/24 mm, auf Lattung Windpapier Spanplatte OSB Wandständer 60/120 mm, dazwischen Wärmedämmung Mineralfaser Dampfbremse PE-Folie Spanplatte OSB Aufdoppelung 80/60 mm Gipskartonplatte 15 mm 2 nichttragende Außenwand 3 Fenstertür mit Isolierverglasung 4 Deckenbalken BSH 80/160 mm 5 Deckenbalken BSH 80/140 mm 6 Holz-Beton-Verbunddecke: Stahlbeton in Ortbauweise 120 mm Trennlage PE-Folie 0,2 mm Sperrholzplatte Seekiefer 25 mm Deckenbalken BSH 80/140 mm 7 Dreischichtholzplatte mit Blechabdeckung 40 mm 8 Brettschichtholzdecke auf BSH-Träger 100 mm liegend 9 Wohnungstrennwand F 30 B: Gipskartonplatte 15 mm Aufdoppelung 60/80 mm Spanplatte 13 mm Holzständer 60/100 mm Wärmedämmung Mineralwolle 80 mm Luftzwischenraum 40 mm 10 Holz-Innentür 11 Gipskarton-Ständerwand

Fassaden

60 · Parkhaus Heilbronn, D; 1998 11

Architekten: Mahler, Günster, Fuchs; Stuttgart

12

º Detail 2/2000 Bauwelt 6-7/2000

8

7

V1

16

H 14

V2

15 3 13

11 10

H V1,2

15

9

5 V1

14

1

M 1:1000 2

5

H 5 4

17

10

Die Lamellenfassade dient der natürlichen Belichtung und Belüftung des Parkhauses.

1 6

3

2 3 4 5

15

16

1

6

14

2

7 8 9

V2

10 11 12 13 14 15 16 17

Lattung, Kantholz Douglasie 60/60 mm + 30/60 mm Fassadenhölzer 40/60 mm, Douglasie unbehandelt Befestigung Holzfassade Stahlwinkel L 120/80/12 mm Schwelle, Tränenblech gekantet Tür auf Drehbolzen, Blatt 2x28 mm Dreischichtplatten furniert Kantholz 70/100 mm, Douglasie als Durchtrittschutz, mit Holzdübeln befestigt Distanzstück Rundrohr Ø 40 mm Fassadenstütze, Rundholz BSH Douglasie Ø 120 mm Drahtgeflecht feuerverzinkt Handlauf Stahlrundrohr, verzinkt Edelstahl-Spannseil Strebe, Rundrohr, verzinkt Flachstahl in geschlitztem Rundrohr Flachstahlkonsole Stahlträger Stahlstütze Stahlkonsole Betonfertigteiltreppe

353

Fassaden

10

V4

1 Außenwand: Stülpschalung Lärche natur 22/80 mm Hinterlüftung Spanplatte, zementgebunden 8 mm Mineralwolle 140 mm, Dampfsperre, OSB-Platte 15 mm Installationsschicht mit Mineralwolle 40 mm Gipskartonplatte 12,5 mm 2 Glasfaserbeton 30 mm 3 Holzfenster Lärche, transparent lasiert

4

Drehschiebeläden, Lärche natur 50 mm 5 Absturzsicherung Edelstahl 6 Brüstung ESG 12 mm 7 Handkurbel Drehschiebeläden 8 Glasfaserbeton 30 mm, über Eck geklebt 9 Ortbetonstütze 240/240 mm 10 Betonfertigteil 350/350 mm 11 Regenfallrohr Ø 80 mm

61 · Wohn- und Geschäftshaus Kassel, D; 1999 Architekt: Alexander Reichel, Kassel/ München º Detail 4/2001

V1-4

V8,9

V5-7 H1

V3

2

1

1

2

2

H2

aa

4

1.+2. OG V8,9

3

V2

V7

V9

H2 V5-7

5

4 3

1

a 9

6

a

H1

V1-4 M 1:500

7 2

V6

2

V1

H2

1

1

2

2

V5

V8

4

9 9

3

7

11

H1 8

5 4

354

• Stahlbetonskelettbau mit Stützenraster 3≈ 3,30 m • Systembau mit hoher Nutzungs- und Grundrissflexibilität • Ausfachung aus vorgefertigten Wandelementen mit Lärchenholz- bzw. Glasfaserbetonbekleidung • sehr hoher Vorfertigungsgrad

Fassaden

62 · Hochhaus Hannover, D; 2000 Architekten: Herzog + Partner, München Thomas Herzog, Hanns Jörg Schrade mit Roland Schneider

1 2

V2,3

5 V3 3 6 º Detail 3/2000 • Doppelfassade horizontal durchlaufend • natürliche Belüftung durch raumhohe Schiebefenster der innenliegenden Holzfassade 1 1 V2

2 3

V5 2

9

4

10

5

8

4

4

3

3

6 7 8 9

11

10 11 1

12 13 14

V1

Holzelementfassade Hemlock, dickschichtlasiert Schiebefenster mechanische Lüftung, Sockelkanal mit Luftauslass Hemlockfurnier auf Sperrholz 35 mm nur im Technikgeschoss: furnierte Sperrholzplatte vor GK-Wand Stahlbetonstütze Ø 500 mm Stahlwinkel, feuerverzinkt Aluminiumgussteil Fassadenpfosten mit Befestigungsnut Verglasung Stahlfassade 8/16/8 mm, Weißglas Verglasung Stahlfassade 8/16/8 mm, äußere Scheibe weiß bedruckt Lüftungselement Aluminium Wetterschutzlamellen Lüftung Korridor mit Glaslamellen

V1

aa

a

a

V1-3 H1 V4,5 M 1:1000

V4

14

4

2

12 13

9

1

1

11

H1

355

Fassaden

8

63 · Industriegebäude Gelting, D; 1986 Architekten: Beck-Enz-Yelin, München º Deutsche Bauzeitung 7/1989

• elementierte Fassade mit einfachen Montagedetails • alle Vollhölzer in der Fassade Fichte • oben vertikal beweglicher Anschluss • Holz-Oberflächen der Fassade außen lasiert z.T. farbig

7

6

1

3

2 3 4 5 6 7 8

V1,2 H1-4

Außenwand: 107 mm Schalung vertikal, N + F, farbig lasiert 22 mm Wärmedämmung 70 mm Dampfsperre Sperrholz mit Fichte-Furnier 15 mm Ständer BSH 70/310 mm Horizontalaussteifung der Fassade wegen Schlankheit der Ständer Rundfenster im Türblatt Klemmbacken aus Leichtmetall Obergurt des unterspannten Hauptträgers BSH, Zwillinge 130/650 mm Pfette BSH 180/500 mm Blechdach zweischalig

H3,4

V2 V1

H1,2

M 1:800 2

1 2

4

H4 3 2 H2

5

H3 V1

356

V2

H1

Fassaden

64 · Sporthalle Brétigny, F; 1994 Architekt: Patrick Berger, Paris Mitarbeit: Marc Reynaud º Bauwelt 18/1995 H3 H2

V1-6

3

H1

1

aa

V5

V6 H1,3

H2 V1-6 a

a

4 5

V4

V3

M 1:1000

2

2

4

H3

2 V2

H2

1

V1

H1

Außenwand: hinterlüftet 310 mm Holzschalung Iroko, vertikal Lattung, horizontal 36/50 mm Lattung, vertikal 30/45 mm Dichtungsbahn Wärmedämmung 140 mm zwischen Riegeln: BSH vertikal 100/200 mm

2 3 4 5

horizontal NH 60/60 mm und NH 140/60 mm Dampfsperre Holzpaneel Birke 18 mm Betonstütze d = 650 mm Randbalken BSH 85/1350 mm Stahlprofil 2≈ UPN 400 Flachstahl 2≈ 12/80 mm

357

Fassaden

65 · Werkhalle Reuthe, A; 1992 Architekt: H. Kaufmann, Schwarzach 5 V9,10 V1-8 H2

3 V8

V4

H1 6

V10

H1 V1-4

5

V5-8

V9,10 H2

H2

V7

4

V6

V3

1

5 V9 M 1:1000

V2

2

V5

V1

º Baumeister, 10/1995 A + D, 4/1995 • Fassadenraster 6 m • stützenfreie Halle (30 ≈ 60 m) längs von 2 Kränen mit 6,3 t Nutzlast befahren • Stützen aus Parallam, kanadischem Furnierstreifenholz • Sheds aus 2 Parallam-Fachwerkträgern ermöglichen schlanke Dimensionierung

3

4 7 H1

358

1

2 3 4 5 6 7

Außenwand: Schalung, stehend 24 mm Dreischichtplatte 25 mm Hinterlüftung 80 mm Winddichtung Dämmung 40 + 80 mm Dampfbremse Flies, schwarz Schalung, stehend 30 mm Stülpschalung Stütze Parallam 280/400 mm Stütze Kranbahn mit Konsole Parallam 280/280 mm Fachwerkträger Parallam Kranbahn-Auflagerschiene Stahlstütze Kranbahn

Fassaden

66 · Produktionshallen Bad Münder, D; 1992 Architekt: Thomas Herzog, München mit Bernd Steigerwald Haag, von Ohlen, Rüffer und Partner º The Architectural Review, London 1994, No 1163 domus, Mailand 755/1993 db, deutsche bauzeitung, Stuttgart 2/1994 Pace Interior Architecture, Hongkong 2/1994

V1 V2

V2 V1

M 1:2500 • Pfosten - Riegelkonstruktion in BSH. • Hinter den Pfosten im Hallenbereich verschweißte Stahlleichtträger zur Aufnahme der Horizontallasten. Schutz vor Anpralllasten durch Einspannung am Fußpunkt. Ost - Westfassaden überwiegend mit lichtstreuenden Paneelen ausgefüllt, Nord - Südfassaden weitgehend geschlossen durch gedämmte Paneele mit Lärchenholzverschalung.

V1

V2

359

Fassaden

3

67 · Ausstellungspavillon unterschiedliche Standorte,1982 – 1984 1 Architekt: Renzo Piano Building Workshop, Genua

4

º Progressive Architecture 2/1988; A + U, 3/1989

V2

H

2 1 V1 Bausystem • demontier- und wiederaufbaubar • Integration der Hülle in das Tragwerk: Dreigelenk- Dreigurtbogen (Kunststofflichtkuppeln übernehmen Aussteifung und die Stabkräfte der Diagonalen im Fachwerk)

M 1:300

1 1

1

2

2

4 3

4

H 3

5

6

1 7 V1

360

2 3

Ober- und Untergurt, verleimt 60/60 mm Elementriegel, verleimt 40/40 mm Aluminiumgussteile, mit dem Holz verklebt

4

5 6 7

Polycarbonatpyramide (Sonnenschutz mittels innen montierbarer, perforierter Aluminiumbleche) Luftkanal Schwert Stütze, höhenverstellbar

Fassaden

68 · Sporthalle V2

Odate, J; 1997

V3

Architekten: Toyo Ito & Associates, Tokio

1

4

º Detail 6/1998

11

10

9

2 5

2

7

3

4 6

4 V1

V2

V3

2

1

10 9 2 M 1:1000

4

3

5 6

10

7

V2

V1

8

V3

M 1:100

• Konstruktionsraster 6 ≈ 6 m • asymmetrische Kuppel auf schräg aufgeständertem Stahlbetonring (L ≈ B ≈ H = 178 m ≈ 157 m ≈ 42 m) • primäre Holzkonstruktion aus sich überkreuzenden Leimbinderzangen (einheimisches Nadelholz: Akita Zeder) • ausgesteift und verbunden durch Stahlteile • transluzente Hülle aus verschweißten Teflonbahnen 1 2

äußere Teflonmembran innere Teflonmembran, beide in Aluminiumleisten geklemmt, über Stahlkabel abgespannt 3 Stahlplatte zum Anschluss der Stahlrohrdiagonalen und Aufnahme der Membran-Abspannung 4 Zange, zwei Brettschichtträger Akita-Zeder, Dimensionen nach Kräfteverlauf 5 Abstandsholz im Zangenzwischenraum d = 218 mm 6 Vertikalaussteifung, Rundstahl, unterschiedliche Durchmesser 7 Vertikalstab Stahlhohlprofil 200/300/9 mm 8 Verbindungselement, verschweißte Flachstähle mit seitlich angebolzten Stahlplatten für den Anschluss von 4 9 Horizontalaussteifung, Rundstähle Ø 25/1 mm 10 Diagonalverbindung Zangen, Stahlrohr Ø 139,8/5 mm, Enden geschlitzt mit angeschweißten Laschen 11 Flachstahlring an 7 geschweißt für Anschluss der Horizontalaussteifung

361

Fassaden

69 · Wochenendhaus Göd, H; 1986 Architekt: Imre Makovecz, Budapest • Tragkonstruktion: Eiche Stützen: Baumstützen Eiche • Sockel: Ziegelmauerwerk • Dachdeckung: »Granica«-Holzdeckung aus verwertbaren Brettresten mit unterschiedlichen Längen

• Aufbau der geschlossenen Fassade: »Granica«-Holzdeckung Lattung Feuchtigkeitsisolierung Wärmedämmung 10 cm Schalung Fichte Sparren Eiche 10/18 cm • Fenster: Fichte, gebeizt, Doppelverglasung

º Katalog Architektuur-Instituut, Rotterdam. 1989; »Häuser« 1/1988

362

Fassaden

70 · Waldkulturhaus Visegrad, H; 1986 Architekt: Imre Makovecz, Budapest º Katalog Architektuur-Institut, Rotterdan, 1989; »Häuser« 1/1988 • Tragkonstruktion: Eiche • Stützen: Baumstützen Ø ca. 30 cm die Torflügel sind den Flügel der Adler nachgebildet • natürliche Belichtung: durch Oberlicht r = 129/60/15 cm und durch gaubenähnliche Fensteröffnungen

• Dachaufbau: galvanisierte Metallplatten Feuchtigkeitsisolierung Wärmedämmung innere Stülpschalung, Fichte Sparren • Aufbau der geschlossenen Fassade/Dach: Begrünung Feuchtigkeitsisolierung Stülpschalung • Fenster: Fichtenholz Doppel-Verglasung

363

Fassaden

364

Fassaden

71 · Verwaltungsgebäude, Aussichtsturm und Museum Nationalpark Bük bei Miskolc, H; 1985 Architekt: Benö Taba, Miskolc

• Tragkonstruktion: Fichtenholz • Dachaufbau: Schindel Fichtenholz 500/100 mm Lattung Folie, einlagig Hohlraum 30 mm Wärmedämmung 120 mm Folie PVC, einlagig Fichtenbretter 20 mm • Wandaufbau Turm: Holzdeckung 20 mm Hohlraum 30 mm Wärmedämmung 120 mm Folie PVC, einlagig Fichtenbretter • Sockel: Kalksteinmauerwerk mit Betonkern A Konstruktionszeichnung der Kuppel B Konstruktionszeichnung des Aussichtsgeschosses

365

Literatur

Anhang

Literatur

Literatur Affentranger, C.: Neue Holzarchitektur in Skandinavien. (1997) Bairstow, J.E.N.: Praktische und dekorative Holzverbindungen, 1987; Bauernhäuser aus Oberbayern und angrenzenden Gebieten Tirols. (1981) Bauer-Böckler, H.-P.: Holzhäuser attraktiv und individuell, Blottner Verlag Baulicher Holzschutz: Informationsheft für Baufachleute, steir. Agrarverlag, (1997) Baus, Siegele: Holzfassaden; db das buch. Bd. 17, dva, (2000) Becker, G.: Tragkonstruktionen des Hochbaues – Planen – Entwerfen – Berechnen – Teil 1: Konstruktionsgrundlagen. Düsseldorf (1983) – Teil 2: Tragwerkselemente und Tragwerksformen. Düsseldorf (1987) Beispiele moderner Holzarchitektur. Fachverlag Holz Bertolino, F.: Vérification à la Ruine des Barres comprimées et flechies en bois suisse, Forschungsbericht FN 2005-5.308, EPF Lausannes/IBOIS. Lausanne (1988) (unveröffentlicht) Beuth - Kommentar; Holzbauwerke. Beuth Verlag Binding G.: Kleine Kunstgeschichte des deutschen Fachwerkbaus. 3. Aufl. (1984) Biologischer Holzschutz: Literaturstudie. Landwirtschaftsverlag, (1998) Blaser, W.: Fantasie in Holz. (1986) Blaser, W.: Bauernhaus der Schweiz. (1983) Blaser, W. : Schweizer Holzbrücken – Ponts de bois en Suisse – Wooden bridges in Switzerland. Basel (1982) Brücken aus Holz, Konstruieren-Berechnen- Ausführen. Fachverlag Holz Büren von, C., (Red.): Neuer Holzbau in der Schweiz: Mit Tradition und Erfahrung zu neuen Gestaltungen in Holz. Zürich (1985) Büren von, C.,: Funktion und Form im Ingenieur-Holzbau. (1985) Büttner, O., Hampe, E.: Bauwerk, Tragwerk, Tragstruktur. Stuttgart (1977) Cerliani, Baggenstos: Holzplattenbau. Baufachverlag Lignum Cerliani, Baggenstos: Sperrholzarchitektur. Baufachverlag Lignum Chemie in Hobby und Beruf. dtv, München Constantin, U.: Der Holzbau. Reprint Verlag, Leipzig

366

Cziesielski, E., Friedmann, M.: Holzbau. Osnabrück (1988)

Gollwitzer, G.: Bäume, Bilder und Texte aus drei Jahrtausenden. Herrsching (1980)

Davies, R.M. (Hrsg.): Space Structures: a study of methods and developments in three dimensional construction resulting from the International Conference on Space Structures. University of Surrey, Sept. 1966. Oxford (1967)

Graubner, W.: Holzverbindungen: Gegenüberstellung japanischer und europäischer Lösungen. 2. Aufl. Stuttgart (1987)

Die Energiesparverordnung im Holzbau. Die Holzkonstruktionen. Holzbau und Holzkonstruktion. Reprint Verlag, Leipzig Die klima-aktive Fassade. Koch, (1999) Die Stellung der Biomasse im Vergleich zu ... Landwirtschaftsverlag, Münster (1995) Dröge, G., Stoy, K.-H.: Grundzüge des neuzeitlichen Holzbaus. München (1981) Dworschak, Wenke: Holzwohnhäuser. Intern. Projekte. Verlag für Bauwesen Ehlbeck, J., Steck, G. (Hrsg.): Ingenieurholzbau in Forschung und Praxis. Karlsruhe (1982) Engel, H.: Tragsysteme – Structure systems, 4. Aufl. Stuttgart (1967) Europäische Gemeinschaften – Kommission (Hrsg.) Bericht vorbereitet durch : Crubilé, Ph., Ehlbeck, J., Brünnighoff, H., Larsen, H.J., Sunley, J.: EUR 9887 – Eurocode Nr. 5 – Gemeinsame einheitliche Regeln für Holzbauwerke. Luxemburg (1988) Fachtagung Holzbau 98/99, Fachverlag Holz Fachtagungen Holzbau: Mensch-HolzUmwelt, Fachverlag Holz Franz, G. (Schriftleitung): Betonkalender. verschiedene Jahrgänge, Berlin Gattnar, A., Trysna, F.: Hölzerne Dachund Hallenbauten. 7. Aufl. Berlin (1961) Glahn, H.: Baustatik in der Praxis des konstruktiven Ingenieurbaus: Hinweise zur Wahl zweckmäßiger statischer Systeme. Berlin (1987) Göggel, M.: Bemessung im Holzbau. 2. Aufl. Wiesbaden (1981) Götz, K.-H., Hoor, D., Möhler, K., Natterer, J.: Construire en bois. Lausanne, Edition en langue française Premiére Edition (1983), deuxiéme édition (1987) Götz, K.-H., Hoor, D., Möhler, K., Natterer, J : Holzbau-Atlas. Institut für internationale Architektur-Dokumentation, 1. Aufl. München (1978) Götz, K.-H., Hoor, D., Möhler, K., Natterer, J.: Timber Design & Construction. Source-book. New York, London, Sydney, Toronto, USA and English Edition (1989)

Grundzüge des Holzbaus. (2 Bd. Holztragwerke und Holzbauten), Ernst und Sohn (1999) Guggenbühl, P.: Unsere einheimischen Nutzhölzer. (1986) Gunzenhauser v.,C.: Baukonstruktionen in Holz. Manuscriptum, (1997) Gutdeutsch, G.: Das Detail in der Holzarchitektur. Birkhäuser Halasz von, R. (Hrsg.): HolzbauTaschenbuch. 7. Aufl. Berlin (1974) Halasz von, R., Scheer, C. (Hrsg.): Holzbau-Taschenbuch Bd. Nr.2: DIN 1052 und Erläuterungen – Formeln – Tabellen – Nomogramme. 8. Aufl. Berlin (1984) Hansemann, W.: Effektlacke für Holz und Holzwerkstoffe. DVA, (2000) Hansen, H.J. (Hrsg.): Holzbaukunst. Gerhard Stalling Verlag, OldenburgHamburg (1969) Herzog, T., Natterer, J.: Gebäudehüllen aus Glas und Holz. (1984) Herzog, T., Natterer, J. (Hrsg.): Gebäudehüllen aus Glas und Holz: Maßnahmen zur energiebewussten Erweiterung von Wohnhäusern. Lausanne (1984) Hindermann, F.: Sag ich's Euch, geliebte Bäume. Historischer Holzschutz. Ökobuch (1990) Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI). Wiesbaden Holz und Anstrich: Umwelt- und Gesundheitsfragen. expert Verlag, (1996) Holzbau im dritten Jahrtausend. Fachverlag Holz Holzbau: Wände, Decken, Dächer. Teubner Verlag, (1998) Holzbaukalender. Bruder Verlag, Karlsruhe Holzbausysteme. dva, (2000) Holzfacetten: Begegnungen mit dem Schönen. DRW Verlag, (1999) Holzlexikon, Bd. 1 A–M , Bd. 2 N–Z, DRWVerlag (Hrsg.), 3. Aufl. Stuttgart (1989) Holzschutz ohne Gift? Ökobuch

Holzschutz: Informationen für Bauherren, Architekten + Ingenieure. Sächs. Staatsministerium Holzschutzpraxis. Ergänzungsband (Handbuch in Tabellen). Bauverlag Hugues, Th., Steiger, L., Weber, J.: Holzbau. DETAIL Praxis, DETAIL-Verlag, München (2002) Issel, H.: Holzbau umfassend den Fachwerk-, Block-, Ständer- und Stahlbau und deren zeitgemäße Wiederverwendung. (1985) Kempe, K.: Dokumentation Holzschädlinge. Verlag für Bauwesen, Berlin (1999) Kleinen, M., Lewitzki, W., Musso., F.: Holzbaudetails: Baukonstruktionen, Bauphysik, Kosten, Beispiele. Düsseldorf (1989) Klöckner, K.: Alte Fachwerkbauten: Geschichte einer Skelettbauweise. 2. Aufl. München (1981) Klöckner, K.: Der Blockbau, Massivbauweise in Holz. Stuttgart (1982) Konstruktiver Holzschutz: Bauen mit Holz ohne Chemie. Werner Verlag, (1996) Kordina, K., Meyer-Ottens, C.: Holz Brandschutz Handbuch. München (1983) Krenov, J.: Worker in Wood. (1981) Küttinger, G.: Holzbaukonstruktionen: Dachtragwerke – Hallen – Brücken. München (1984) Lachner, C.: Geschichte der Holzbaukunst in Deutschland. (1983) Lachner, C.: Die Holzbaukunst. Reprint Verlag Leipzig Landsberg, H., Pinkau, S.: Holzsysteme für den Hochbau. Kohlhammer Verlag, (1999) Lehmann, H.-A., Stolze, B. J.: Ingenieurholzbau. 6. Aufl. Stuttgart (1975) Leiße, B.: Holz natürlich behandeln. C.F. Müller Verlag Leiße, B.: Holz natürlich schützen. Schäden vermeiden, Werte erhalten. C.F. Müller Verlag Leiße, B.: Holzschutzmittel im Einsatz. Bauverlag Lips-Ambs, F.-J.: Holzbau heute. DRW Verlag, (1999) Mainichi, F.: Japanisches Schreinerwerkzeug. (1983)

Holzschutz ohne Menschenschaden. Unionsverlag, (1991)

Mayer, V.: Holzkirchen; Neuentdeckte Baukultur in Böhmen, Mähren, Schlesien und der Slowakei. (1986)

Holzschutz: ein Handbuch für Baufachleute. Fachbuchverlag, (1988)

Mehrgeschossiger Holzbau in Österreich. pro: Holz Steiermark

Literatur

Anhang

Mehrgeschossiger Holzhausbau. Ott Verlag, (1997)

Scheer, Muszala: Der Holzbau. Material, Konstruktion, Detail. A. Koch Verlag

Meilach, D.Z.: Kunst in Holz; Dinge, Möbel, Objekte. (1987)

Schunck, E., Oster, H. J., Barthel, R., Kießl, K.: Dachatlas: Geneigte Dächer. Institut für internationale ArchitekturDokumentation, 4. Aufl. München (2003)

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Pracht, K.: Holzbau-Systeme. (1984) Prix Lignum: die Auszeichnung für Bauten und Fassaden mit Holz. Lignum Baufachverlag, (2000) Reiners, H.: Bauen mit Holz. Die besten Einfamilienhäuser. Callwey Verlag Rodenacker, W.G.: Methodisches Konstruieren. 2. Aufl. Berlin (1976) Roth, K.: Konstruieren mit Konstruktionskatalogen. Berlin (1982) Ruske, W.: Holzarchitektur im Detail. Kissingen (1986) Ruske, W.: Holzskelettbau. (1980)

DIN 1055, Teil 4, Lastannahmen für Bauten; Verkehrslasten, Schneelasten und Eislast DIN 1072 Straßen- und Wegbrücken; Lastannahmen DIN 1074 Holzbrücken; Berechnung und Ausführung DIN 4074, Teil 1, Gütebedingungen für Nadelschnittholz, Sortierung nach der Tragfähigkeit DIN 4074, Teil 2, Bauholz für Holzbauteile; Gütebedingungen für Baurundholz (Nadelholz) DIN 18 334 VOB Verdingungsordnung für Bauleistungen; Teil C: Allgemeine Technische Vorschriften für Bauleistungen; Zimmer- und Holzbauarbeiten DIN 68 140 Keilzinkenverbindungen von Holz DIN 68 141 Holzverbindungen; Prüfung von Leimen und Leimverbindungen für tragende Holzteile, Gütebedingungen DIN 68 800, Teil 1 Holzschutz im Hochbau; Allgemeines

• Queranschlüsse – Fachwerk F30 – Montagestöße – Balkenschuhe – Hirnholzdübelverbände – Voutenträger, Teil 5, 12/85 • Bemessungshilfen, Knoten, Anschlüsse Teil 2, 6/86 • Fachwerkbinder – Berechnung, Konstruktion, 6/86 • Der unterspannte Balken, 9/86 • Beurteilungskriterien für Rissbildung bei Bauholz im konstruktiven Holzbau, 11/87 • Bau-Furniersperrholz aus Buche, 1988 • Überdachung mit großen Spannweiten, 1/88 • Brücken – Planung, Konstruktion, Berechnung, 11/88 • Zimmermannsmäßige Verbindungen, 11/88 • Zweckbauten für die Landwirtschaft, 11/88 • Mehrzweckhallen, 12/91

DIN 68 800, Teil 2 Holzschutz im Hochbau; Vorbeugende bauliche Maßnahmen

• Feuerhemmende Holzbauteile (F30-B), 5/94

DIN 68 800, Teil 3 Holzschutz im Hochbau; Vorbeugender chemischer Schutz von Vollholz

• Bemessung nach Eurocode 5-1-1, 5/95

DIN 68 800, Teil 4 Holzschutz im Hochbau; Bekämpfungsmaßnahmen gegen Pilz- und Insektenbefall DIN 68 800, Teil 5 Holzschutz im Hochbau; Vorbeugender chemischer Holzschutz von Holzwerkstoffen

• Baulicher Holzschutz, 9/97 • Verbände und Abstützungen, 11/97 • Grundlagen des Schallschutzes, 10/98 • Schalldämmende Holzbalken- und Brettstapeldecken, 5/99 • Holzbauzeichnungen,12/99 • Konstruktive Vollholzprodukte, 6/00 • Lärmschutzwände, 12/00

Aufsätze in Zeitschriften Informationsdienst Holz. Entwicklungsgemeinschaft Holzbau (EGH) in der Deutschen Gesellschaft für Holzforschung (DGfH), München (Hrsg.) in Zusammenarbeit mit dem Bund Deutscher Zimmermeister im ZDB, Bonn und Arbeitsgemeinschaft Holz e.V., Düsseldorf • Erneuerung von Fachwerkbauten, 11/78 • Entwurfsüberlegungen bei Holzbauten, 11/79 • Statische Werte für Vollholz, Brettschichtholz und Holzwerkstoffe – Dachbauteile und Anschlüsse – Sporthallendetails – Stützen und Wandbauteile, 12/79

• Grundlagen des Brandschutzes, 12/01 EPF Lausanne, Lehrstuhl für Holzkonstruktionen (IBOIS), Prof. J. Natterer (Hrsg.): Chronologische Liste der Publikationen 1979 –1988/89 (unveröffentlicht). Lausanne (1989) Holzbau – Statik – Aktuell. Informationen zur Berechnung von Holzkonstruktionen. Arbeitsgemeinschaft Holz e.V.(Hrsg.), Düsseldorf, Folge 1– 8 Brüninghoff, H., Schmidt, K.: Verbände und Abstützungen: genauere Nachweise – allgemeine Informationen, in: Informationsdienst Holz, 11/97 Cziesielski, E., Wagner, C.: Dachscheiben aus Spanplatten, in: bauen mit holz 1–2 /79

Deutsches Institut für Normung e.V. 10772 Berlin

• Auflagerpunkte – Unterspannte Träger – Sonderbauweisen – Dachscheiben, Dachverbände – Trägerroste – Räumliche Stabwerke, 1982

Cziesielski, E.: Stabilität von Holzhäusern unter Horizontalbelastung, in: bauen mit holz 7/82

DIN 1052, Teil 1, Holzbauwerke; Berechnung und Ausführung

• Vorbemessungen (Binder – Stützen – Rahmen) Teil 1, 2/85

Duddeck, H.: Die Ingenieuraufgaben, die Realität in ein Berechnungsmodell zu übersetzen, in: Die Bautechnik 7/83

DIN 1052, Teil 2, Holzbauwerke; Mechanische Verbindungen

• Ausgeklinkte Träger – Fachwerke – Knotenpunkte – Kastenträger – Sheddächer, 2/85

Normen

DIN 1052, Teil 3, Holzbauwerke; Holzhäuser in Tafelbauart; Berechnung und Ausführung

Sattlberger, H.: Das Holzhaus als dritte Haut. Michaels Verlag, (1995)

DIN 1055, Teil 1, Lastannahmen für Bauten; Lagerstoffe, Baustoffe und Bauteile, Eigenlasten und Reibungswinkel

Scheer, von Halasz: Holzbau 1/2. Springer Verlag, Heidelberg

DIN 1055, Teil 3, Lastannahmen für Bauten; Verkehrslasten

• Ausschreibungsbeispiele Zimmererund Holzbauarbeiten, 5/85

Gerold, W.: Durchbiegungsnachweis und Konstruktion von Aussteifungsverbänden, in: bauen mit holz 6/86

• Bemessungshilfen, Knoten, Anschlüsse Teil 3, 9/85

Gerold, W.: Zur Frage der Beanspruchung von stabilisierenden Verbänden und Trägern, in: Stahlbau 32, S. 278–281, (1963)

• Sparrenpfetten – Biegeträger – Stützen – Rahmen – Verbände – Gelenke, Teil 2, 12/85

Gliese, R.: Sanieren von Brettschichtträgern mit Epoxidharz, in: bauen mit holz 7/80

367

Literatur

Anhang

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Gerd Hauser Wärmeverhalten von Gebäuden Normen DIN 4108-2: 2001-03, Wärmeschutz und Energieeinsparungen in Gebäuden; Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz DIN 4108 Beiblatt 2: 1998-08, Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden; Wärmebrücken, Planungs- und Ausführungsbeispiele DIN V 4108-6: 2000-11, Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden; Berechnung des Jahres-Heizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs DIN 4108-7: Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden; Luftdichtheit von Gebäuden, Anforderungen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie -beispiele (Aug. 2001) DIN V 4701-10: 2001-02, Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer

368

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Michael Volz Holzschutz

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DIN 4108-2 Wärmedämmung und Wärmespeicherung; Anforderungen und Hinweise für Planung und Ausführung

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Normen DIN 4108 Wärmeschutz im Hochbau (1981)

DIN 4108-3 Wärmeschutz im Hochbau; Klimabedingter Feuchteschutz, Anforderungen und Hinweise für Planung und Ausführung (1981) DIN 4108-4 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte DIN 4108-5 Berechnungsverfahren DIN V 4108-7 Luftdichtheit von Bauteilen und Anschlüssen (1996)

Schulze, H.: Holzbau – Wände, Decken, Dächer – Konstruktion, Bauphysik, Holzschutz. Teubner-Verlag, (1996) Schulze, H.: Dampfsperren in Holzaußenbauteilen – Erfordernis und Risiko. Bauphysik. Heft 6, (1996) Schulze, H.: Holzhäuser, eine Entscheidung für Generationen; Aussagen zur Lebensdauer. Informationsdienst Holz der EGH, (1991) Schulze, H.: Nachträglicher Dachgeschossausbau. Informationsdienst Holz der EGH, (1992) Schulze, H.: Warum diffusionsoffene Unterspannbahnen? wksb – Zeitschrift für Wärmeschutz – Kälteschutz – Schallschutz – Brandschutz, Heft 33. (1993) Schulze, H.: Vorschläge zur Reduzierung des chemischen Holzschutzes in Wohngebäuden. Holz als Roh- und Werkstoff. (1989), S. 373-381 Schulze, H.: Geneigte Dächer ohne chemischen Holzschutz auch ohne Dampfsperre? bauen mit holz, (1992), S. 646–659 Schulze, H.: Decken unter nicht ausgebauten Dachgeschossen. bauen mit holz, (1993), S. 26–30 Schulze, H.: Naßbereiche in Bädern. Informationsdienst Holz der EGH, (1987, 2000) Willeitner, H.: Holz-Aussenverwendung im Hochbau: Beanspruchungsverhältnisse, geeignete Holzarten, richtige Konstruktion, wirksamer Schutz, einschlägige Vorschriften. Stuttgart (1981)

DIN 68 364 Kennwerte von Holzarten; Festigkeit, Elastizität, Resistenz (1979) DIN 68 800-2 Holzschutz; Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau (1996) DIN 68 800-3 Vorbeugender chemischer Holzschutz (1990) DIN EN 350-2 Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten, Natürliche Dauerhaftigkeit von Vollholz; Teil 2: Leitfaden für die natürliche Dauerhaftigkeit und Tränkbarkeit von ausgewählten Holzarten von besonderer Bedeutung in Europa (1994) DIN EN 460 Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten; Natürliche Dauerhaftigkeit von Vollholz

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Gerd Wegener, Bernhard Zimmer Bauen mit Holz ist zukunftsfähiges Bauen

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Burschel, P., Huss, J.: Grundriss des Waldbaus - Ein Leitfaden für Studium und Praxis. Parey-Verlag, Hamburg (1987)

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369

Sachregister

Anhang

Sachregister

Abstrebungen ∫ 146, 158 Abstützung (außenliegend) ∫ 81, 125, 158, 186, 202, 216, 249, 263 (in der Wand liegend) ∫ 125 Abwicklungspläne ∫ 91 Äste ∫ 31f, 55ff, 92 Anpralllasten ∫ 78, 359 Anschlüsse (räumliche Stabroste) ∫ 240f von angehobenen Zugbändern ∫ 153, 194, 204 Anschluss Netzstäbe-Randträger ∫ 247 Pfosten-Zugbänder ∫ 152, 195 Träger-Unterspannung ∫ 168f Arbeitsschritte beim Konstruieren Arten (Holz) ∫ 33, 50, 60, 84 Aufbau von Rippenplatten für Faltwerke ∫ 243 Auflagen ∫ 39, 78, 191 Auflager für Hängebögen ∫ 219 Varianten (Fachwerkroste) ∫ 238 Varianten (Orthogonalroste) ∫ 240f Auflagergelenk ∫ 115, 194 Auflagerpunkte (Bögen) ∫ 208f von aufgelösten Rahmenstielen ∫ 199 Aufnahme der Restfestigkeit ∫ 94 Aufriss ∫ 89, 138 Ausführungskontrolle ∫ 85, 93 Ausführungszeichnungen ∫ 86ff, 91 Ausschreibungshilfe ∫ 90 Ausschreibungspläne ∫ 88 Ausschreibungsunterlagen ∫ 90, 100 Aussparungspläne ∫ 88 Aussteifungselemente (Holztragwerke) ∫ 124ff Aussteifungsstäbe ∫ 268f Axometrie ∫ 84 Balkenroste ∫ 138, 152, 174 Balkenrostsystem ∫ 175 Balkenschuhe ∫ 114 Bau-Furniersperrholz ∫ 43, 319, 348 Bau-Stabsperrholz ∫ 43 Bau-Stäbchensperrholz ∫ 43 Baustoffklasse ∫ 38, 41ff, 71f Baumkante ∫ 39, 55f, 58f Baurecht ∫ 38, 42 Bauschnittholz ∫ 38f, 55 Belastung ∫ 78, 149, 153ff Beplanken von Holztafeln ∫ 44, 46 Beplankungen ∫ 50, 63, 70f, 135 Bestandspläne ∫ 77, 91 Bestandszeichnungen ∫ 91 Bestimmungen, objektbezogene ∫ 65 Beta-Verfahren ∫ 95 Beton-Verbundplatte ∫ 94ff Betonschalung ∫ 97, 142, 350 Bitumen-Faserplatte ∫ 46 Blatt verdübelt ∫ 108 vernagelt ∫ 108 Blattverbindungen ∫ 108, 159, 232

370

Blech, eingeschlitzt mit Stabdübel ∫ 83 Blockbauweise ∫ 127, 222, 299 Blower-Door-Verfahren ∫ 65 Bogenkopfbänder ∫ 81, 105, 128 Bohlen ∫ 39f, 51, 55ff, 98 Bolzen ∫ 106, 113, 116ff Bolzenverbindungen ∫ 116f Brandschutz ∫ 71ff, Brandverhalten ∫ 38, 41ff, 71 Bretter ∫ 38ff, 50f, 55ff Brettschichtholz (BSH) Abmessungen ∫ 40f, 57f, 100 Brettsperrholz ∫ 51, 53, 104 Brettstapel -bauweise ∫ 51, 224f -decke ∫ 99, 225, 228, 237, 307 -platte (genagelt) ∫ 229 Brettstapel-Kuppel, Verformung ∫ 257 Brettstapelkuppeln, zweiläufig ∫ 256 Bruchfestigkeit (Vollholz) ∫ 139 Brückenkonstruktion (Kantholz) ∫ 82 (Rundholz, verdübelt) ∫ 82 CAD ∫ 84f CAD-gestützter Planungsablauf ∫ 85 Checkliste ∫ 78, 84 Chemikalienbeständigkeit ∫ 63 CO2-Kreislauf ∫ 48 Dachreliefs ∫ 80 Dachscheiben (Holzwerkstoff) ∫ 135 Dachscheiben (Verbundwerkstoff) ∫ 105, 135 Dampfsperren ∫ 62 Dampfbremsen ∫ 62 Deckenbekleidung ∫ 63 Deckenkonstruktion mit Trägerrost ∫ 79 Deckenscheiben ∫ 134 Deckfurnier ∫ 36 Details und Verbindungsmittel ∫ 83, 107 Dollen ∫ 108, 144, 190, 204 Dreieckfachwerk ∫ 158 Dreiecksbinder ∫ 113, 159, 166 Dreiecksträger, unterspannt ∫ 169 Dreieckstrebenträger (DSB) ∫ 121 Dreigelenkfachwerkrahmen ∫ 133 Dreigelenkrahmen (Polygonstabzug) ∫ 205 mit geneigten Riegeln ∫ 203 mit Zugband ∫ 201 Dreigelenkstabzug aus unterspannten Trägern ∫ 81, 195 mit Kehlbalken ∫ 192f mit Zugband ∫ 188, 190f. mit angehobenem Zugband ∫ 192, 194 Dreiviertel-Rundholz ∫ 96f Drei- und Fünfschichtplatten Druckbogen, eingespannt ∫ 247 Druckholz ∫ 32, 39, 58f Dübel (vorgespannte) ∫ 95 Dübelabstände ∫ 118 Dübelanschluss ∫ 118

Duktilität ∫ 139 Duo-Balken ∫ 40 Durchlaufrahmen ∫ 135, 197, 200, 207 Durchlaufsysteme ∫ 81f, 103, 148, 212, 243 Durchlaufträger als Fachwerk ∫ 182 mit doppeltem Kopfband ∫ 81 EDV ∫ 65 Eigenschaften (Vollholz) ∫ 38 (Holzwerkstoffe) ∫ 41 Eigensteifigkeit ∫ 131, 137 Einfeldfachwerke ∫ 162ff Einfeldträger ∫ 154ff Eingelenkrahmen ∫ 196f Eingeschlitzte Nagelbleche ∫ 112 Einlassdübel (vorspannbar) ∫ 118f Einpressdübel ∫ 106, 118, 119 Elastizität, zulässige (Vollholz) ∫ 55, 93 Elemente tragende und aussteifende ∫ 53, 63, 134, 186 (vorgefertigte) ∫ 74f Energiesparverordnung EnEV ∫ 64f Energiebilanz ∫ 49 Entlastungsnuten ∫ 50, 61, 96ff Entwurfsphase ∫ 79, 84ff Entwurfsplanung ∫ 79 Entwurfsskizze ∫ 84, 87 Erdbebensicherheit ∫ 78, 138f, 239, 338 Eurocode 5 ∫ 93 Fachwerk Varianten ∫ 268 Fachwerkbau ∫ 108, 127, 156, 160, 190 Fachwerkbauweise ∫ 160 Fachwerkknoten ∫ 112f, 117, 119, 161ff Fachwerkpfetten ∫ 129 Fachwerkstäbe aus zusammengesetzten BSH-Querschnitten ∫ 82, 87, 167, 183, 240ff Fachwerkstützen ∫ 144 Fachwerksysteme ∫ 83, 162, 186, 202, 210 Fachwerkträger ∫ 112f, 117, 129f, 158ff, 167, 171, 236f Fahrbahnplatten ∫ 208 Faltwerk ∫ 103ff, 129, 136, 141 Faserneigung ∫ 32, 39, 58f Faserplatte hart ∫ 45, 225, 244 mittelhart ∫ 45 porös ∫ 45, 344 mitteldicht ∫ 45 bituminiert ∫ 45 Faserverlauf ∫ 34, 36, 42, 96, 109, 171 Fassaden ∫ 290f Festigkeitseigenschaften ∫ 42, 44, 59 Feuchteschutz ∫ 60, 71, 90 Feuchtigkeit ∫ 61ff Firstgelenk ∫ 115, 189, 201, 203, 212ff Firstknoten ∫ 158f, 243

Firstpunkte (gekreuzte Anordnung) ∫ 217 Fischbauchträger ∫ 81, 137, 168, 173 Flachpressplatte gipsgebunden ∫ 44 klebstoffgebunden ∫ 44 zementgebunden ∫ 44 Flächentragwerke ∫ 42, 81, 102, 129, 139 Formaldehyd ∫ 56 Formenentwicklung von Tragsystemen ∫ 79 Formgebung, statische ∫ 76, 81 Fotomontage ∫ 84 Frühholz ∫ 31f, 34ff Fünfschichtplatte ∫ 42 Furnier-Schichtholz-Formen ∫ 244 Furnierschichtholz ∫ 42f Furnierstreifenholz (PSL) ∫ 104, 184, 358 Fußpunkte aufgelöste Rahmen ∫ 198 räumlich ∫ 153 Gangnail ∫ 162 Gefährdungsklassen ∫ 38, 60, 62 Gelenkbolzenanschluss ∫ 193, 233 Gelenkträger ∫ 176, 178, 184f Genehmigung ∫ 74, 78, 86, 91 Geometrie ∫ 52f, 83 Gebäude- ∫ 66f, 78 des Hauptragsystems ∫ 138 Tragwerks- ∫ 78, 84, 90, 123, 172 Gerüst ∫ 122, 270 Gerüstpläne ∫ 91 Gesamtsicherheit ∫ 81 Gewindestange, eingeleimte ∫ 100, 122, 178 Gipsfaserplatten ∫ 46, 71ff Gitterkuppeln ∫ 252 Gleitlager ∫ 123 Greimbauweise ∫ 112, 160, 164, 268 Grundlagenermittlung ∫ 78 Gütebedingungen (Voll-, Leimholz) ∫ 38, 56 Gütesicherung ∫ 92 Hängebogen (asymmetrische Lastannahme) ∫ 221 (gelenkig gelagert) ∫ 219 Hängerippen ∫ 219, 262ff Hängeträger ∫ 81, 102f, 164, 220 Hängewerk ∫ 81, 150, 184, 218ff einfach ∫ 151, 158 trapezförmig ∫ 81 Hakenblatt ∫108 Halbrundhölzer ∫ 50, 135, 230 Harzkanäle ∫ 34ff Haupttragsysteme ∫ 79, 80, 126, 136f aus Flachstahl ∫ 267 aus Holz ∫ 168f aus Rundstahl ∫ 266 Haupttragsysteme im Grundriss ∫ 80, 138 Haupttragwerk, in zwei Richtungen unterspannt ∫ 79 Heizwärmebedarf ∫ 65ff

Sachregister

Anhang

Holzarten ∫ 31ff Holz-Beton-Verbunddecke ∫ 97 Holz-Beton-Verbundquerschnitte ∫ 95 Holz-Beton-Verbundplatte ∫ 229f Holzfaserplatten ∫ 45f Holz-Holz Ergänzung ∫ 95 Verbindungen ∫ 83, 117 Verbundquerschnitte ∫ 95 Holz-Leimbauweise ∫ 83 Holz-Stabdübel ∫ 83 Holz-Stahlblech ∫ 83 Holzdübel ∫ 108, 119 Holzfaserplatte bituminiert ∫ 45f hart ∫ 45f mitteldicht ∫ 45 mittelhart ∫ 45 porös ∫ 45f Holzfestigkeit ∫ 92ff Holzfeuchte ∫ 32ff, 55, 60ff, 93 Holzprodukte ∫ 38f, 47ff, 55f Holzrahmenbau ∫ 53, 68 Holzschutz baulich-konstruktiv ∫ 60, 91 biologisch ∫ 63 chemischer ∫ 38f, 60, 62 konstruktiver ∫ 83, 91, 181 Holztafeldetails ∫ 121 Holztragrost ∫ 233 Holzwerkstoffe ∫ 41ff Holzwerkstoffklassen ∫ 60ff Holzwolleleichtbauplatte ∫ 45 HP-Schale ∫ 102, 129 Hutquerschnitt ∫ 102 Hyparfläche ∫ 259, 262 Hyparschalen (Eckausbildung) ∫ 259 (zusammengesetzt) ∫ 258, 262 Impakt ∫ 92, 94 Imprägnierung ∫ 42, 93, 96, 100 Ingenieuraufgaben ∫ 86 Ingenierleistungen ∫ 86 Innenausbau ∫ 48, 335 Innenbereich ∫ 41 Insektenfraß ∫ 32, 39, 55, 58f. Isometrie und Axonometrie ∫ 84 Isotropie ∫ 32, 105 Jahresringbreite

∫ 32, 39, 93, 316

Kämpfstegträger ∫ 105 Kantholz ∫ 39, 50 Kantholzrost ∫ 338 Kastenquerschnitt ∫ 102, 104f Kastenträger ∫ 104, 111 Kehlbalken-Anschlüsse ∫ 192 Kehlbalkensystem (verschieblich) ∫ 193 Keilzinkenstoß ∫ 83 197 Keilzinkungen Varianten ∫ 56, 100, 120, 196 Kennwerte (physikalische) von Holzwerkstoffen ∫ 38, 42f, 76, 86, 92f., 139 Kern (Holz) ∫ 31, 34ff, 205, 247 Kernholz ∫ 31, 34ff, 62, 96 Kipphalterung (Hauptträger) ∫ 214f Klammern ∫ 77, 108, 122 Knagge ∫ 114, 150ff Knotendurchschlag ∫ 253 Kohlenstoffspeicher ∫ 47f Konstruktionsvollholz ∫ 30f, 50, 55f Konstruktionsmodell ∫ 77, 84 Konstruktionspläne ∫ 84f, 88ff Konstruktionsprinzipien ∫ 52ff Konstruktionsvorschläge ∫ 84, 87 Kontaktstoß mit Versatz ∫ 164

Kopfbänder einfach ∫ 101 gekrümmt ∫ 105, 128 Kopfbandanschlüsse ∫ 150f Kopfbandträger ∫ 148 Kraftübertragung ∫ 106, 109, 113 Kragträger ∫ 140, 186ff, 260f Kragverbände ∫ 77, 132 Kreuzbalken ∫ 30, 39f, 55f Krümmung ∫ 39ff, 51, 55ff, 100, Kuppelauflager ∫ 254f Längsformen von Trägern ∫ 102f Längstragrichtung ∫ 80 Längsverbände ∫ 77, 130 Lärchenholzverschalung ∫ 359 Lager, elastomere ∫ 123 Laserstrahlen ∫ 92 Lastabtragungsrichtungen (Tragsysteme) ∫ 77, 80 Lastpläne ∫ 88 Laubhölzer ∫ 30f, 36ff, 57, 73 Leimverbindungen ∫ 77, 120f Leistungen des Architekten ∫ 77f., 87 Leistungen des Tragwerk-Ingenieurs ∫ 77, 78, 84, 86 Leistungsverzeichnis ∫ 77, 80, 94 Lichtraumprofil, Schnitt ∫ 78f Loch- und Winkelbleche ∫ 114 Luftdichtheit ∫ 65 Luftwechsel ∫ 65 Lüftungswärmeverlust ∫ 66 Markröhre ∫ 31f, 55, 58f Massivholz ∫ 30, 39, 51 Maßhaltigkeit ∫ 35, 39, 45f, 55 Material-Varianten ∫ 77, 96, 105 Materialgüte ∫ 77, 89, 91f Materialwahl ∫ 61, 78, 82, 139 Mehrfeldträger, geneigt ∫ 182f Mehrschichtleichtbauplatten ∫ 45 Mehrschichtplatte ∫ 242, 347f Merkmale makroskopisch ∫ 34, 36 Mistelbefall ∫ 39, 56 Mittenauflager ∫ 173 Modell ∫ 84 Modernisierung ∫ 94 Montage ∫ 74f, 86ff, 91 Montagepläne ∫ 91 Montagestöße (biegesteif) ∫ 183, 210, 255 Multiplexplatte ∫ 43 Nachweise und Bemessungen ∫ 31f, 69, 77, 86f, 131, 136 Nadelhölzer ∫ 30, 34f, 38, 40, 42 Nadelholz ∫ 38ff, 57f Nägel ∫ 82, 96, 108, 110ff Nagelbilder ∫ 110, 112 Nagelblechbauweise ∫ 77, 112 Nagelbrettbauweise ∫ 77, 111 Nagelverbindungen ∫ 53, 110ff, 160 Nassverfahren ∫ 41, 45 Nebenträger (diagonal) ∫ 80 Nebentragsysteme im Grundriss ∫ 80, 85, 128f, 135 Netzplan ∫ 91 Netzwerkkuppeln ∫ 250f Niedrigenergiehäuser ∫ 65 Normen ∫ 30, 38ff, 55, 65, 68f, 86, 90f, 120 Nutzung ∫ 41, 47ff., 63ff., 72f., 78, 94f. Oberflächenbehandlung ∫ 55 Ökobilanz ∫ 30, 48f Öle ∫ 32 Optimierungsprozess ∫ 84 OSB-Platten ∫ 221, 226, 227, 244 Parallelfachwerk

∫ 162, 164ff

Passbolzen ∫ 89, 90, 116f, 166f, 179, 239 Pendelstab mit horizontaler Zwischenabstützung ∫ 143 Pendelstütze ∫ 142f, 169, 171, 191, 234, 238, 241 Pfostenanschlüsse ∫ 152 Pilodyn-Messung ∫ 92, 94 Pläne für die Bauabwicklung ∫ 77, 89, 91 Plantagen ∫ 47 Planung und Schnittkraft Ermittlung ∫ 54, 86f, 139 Planungsprozess ∫ 60 Platte extrahart ∫ 45 (Faltwerk) ∫ 103ff, 129, 136, 140f, 212, 242f Plattformframe ∫ 53 Positionsbeschreibung nach Standardleistungsbuch ∫ 90 Positionspläne ∫ 78, 85, 86, 88 Primärenergiebedarf ∫ 64 Profilbretter ∫ 30, 38, 40f Profile (Bohlen) ∫ 99 (Stützen) ∫ 96, 97f Projektplanung ∫ 77, 86 Prüfmethoden zerstörungsfreie ∫ 77, 92 Querkraftanschlüsse von Nebenträger an Hauptträger ∫ 216 Querkraftgelenke ∫ 176f Querschnitt Modellierung ∫ 77, 82, 84 Steifigkeit Bohlen ∫ 82 Steifigkeit Brettschichtholz ∫ 77, 82 Steifigkeit Kantholz ∫ 77, 82, 96 Steifigkeit Rundholz ∫ 77, 82, 96 Querschnitte (aufgelöst) ∫ 99, 192, 208, 220 (zusammengesetzte) ∫ 50, 82, 98, 102, 234 Querschnittformen ∫ 82, 96ff, 102ff, 200f Querzug (gekrümmte Träger im Firstbereicht) ∫ 197 Rahmen ∫ 126 Rahmenauflager ∫ 206f Rahmenecke mit Stabdübelkreis ∫ 117 Rahmenecke (biegesteif), mit einteiligem Vollquerschnitt ∫ 196 Rahmenecken (biegesteif) ∫ 103, 186, 198, 201 Rahmenpfetten ∫ 77, 128, 135 Rahmenstiele (aufgelöst) ∫ 198f, 203f Rahmenstütze ∫ 102, 143 Randträger mit vertikalem Abschluss ∫ 248 senkrecht zur Schale ∫ 249 Raumtragwerke ∫ 77, 139f, 267f Rechenwerte (zulässige) nach DIN ∫ 57 Reifholz ∫ 31 Riftquerschnitte ∫ 99 Rippenbau ∫ 53, 249 Rippenkuppel ∫ 139, 251, 254f Rippenkuppeln, Klassifizierung ∫ 250 Rippenplatten ∫ 95, 105, 243, 245 Risse ∫ 54ff, 61 Rissebildung ∫ 92, 271 Rotations-Schalen ∫ 265 Rundholz (Querschnitt) ∫ 38ff, 50f., 55, 82f, 96f Rundholzrohr ∫ 38, 96 Rundholzsegment mit Spannkeil ∫ 96 Sanierung Rohbau ∫ 94

von Rissen ∫ 95 von Schäden an Holzkonstruktionen ∫ 95 Sanierungs- und Verstärkungsmethoden ∫ 95 Satteldachkonstruktion ∫ 79, 166, 195 Satteldachträger mit gekrümmtem Untergrund ∫ 103 Schablonen ∫ 89, 112 Schallbrücken ∫ 69f Schalldämmung ∫ 45f, 68ff, 226 Schallschutz ∫ 45, 54, 68ff, 77f, 91, 94ff Scheiben ∫ 53, 127, 134f Schichtholz ∫ 40ff, 50ff, 100ff Schnittgröße ∫ 86, 127, 132 Schnittkräfte in Schalenlängsrichtung ∫ 245 Schrägseilbrücken ∫ 178 Schrauben ∫ 90, 95, 99, 111, 123, 155, 166, 218, 244, 267ff Schraubkopfbild ∫ 111 Schwerlastbrücke ∫ 141, 207 Schwindmaße ∫ 32f Schwindriss ∫ 55ff, 93, 96, 100, 106 Schwindverformung ∫ 96 Sonderleistung ∫ 77, 86, 91 Sortiermerkmale ∫ 55, 58f Sortierung (Vollholz) ∫ 33, 38ff, 54ff, 92f, 100 apparative ∫ 92 Spätholz ∫ 31f, 34f Spannschlösser ∫ 77, 122, 266 Spanplatte gipsgebunden ∫ 44f klebstoffgebunden ∫ 44f zementgebunden ∫ 44f, 242, 307, 312, 330, 354 Sparrenpfettenanker ∫ 114, 211 Spezialdübel ∫ 229 Splint (Holz) ∫ 31, 34ff, 57, 62, 108 Sprengwerk ∫ 81, 108f, 148ff, 153, 197, 202 Stabdübel ∫ 77, 82f, 95f, 111, 116f Stabdübelbauweise ∫ 117 Stabdübelbilder ∫ 116 Stabdübel ∫ 77, 82f, 96, 111, 116f Stabführung (polygonale) ∫ 204 Stabilisierung ∫ 77, 81, 104, 126f, 132f, 136, 138 Stabilisierungsaufgaben ∫ 80 Stabilisierungselemente (Holztragwerke) ∫ 124, 128, 131 Stabilisierungsverband (Hängeschale) ∫ 131 Stabsperrholz ∫ 30, 43 Stäbe (abgestützt) ∫ 77, 125, 194 (eingespannt) ∫ 77, 124 Stäbchensperrholz ∫ 87, 124 Ständerbau ∫ 53, 290 Stahlblech-Holz-Verbindungen ∫ 117 Stabdübelverbindungen ∫ 83 Standardleistungsbuch ∫ 90 Standort ∫ 48, 64, 66f, 73, 78 Stapeldecke ∫ 39, 51, 99, 226ff, 237 Statische Nachweise und Bemessungen ∫ 77, 87 Stegträger ∫ 50, 77, 104f, 121, 157 Steifigkeit durch die Geometrie ∫ 136 Steifigkeitsmodellierung (Tragsystem) ∫ 77, 81 Stöße (biegesteif) ∫ 119, 123, 182f, 210f, 220 Strebenanschlüsse räumlich ∫ 148f Strebenbündel ∫ 81, 152, 158, 170 Strebenwerk ∫ 81, 152, 153, 270 Struktur-Entwicklung (Baukörperformen) ∫ 77, 79

371

Sachregister

Anhang

Stütze eingespannt ∫ 101, 124 gelenkig gelagert ∫ 101, 142ff oben eingespannt ∫ 145 Stützenformen ∫ 77, 101 Stützenquerschnitte (Kantholz) ∫ 98 Stützenstellung und Spannweiten ∫ 80ff Stumpfstoß mit Verpressdübel ∫ 95 Symbole für die Systeme Darstellung ∫86 Systeme für Belastung ∫ 186 Systemvarianten bei zunehmender Last ∫ 198 T-Querschnitt ∫ 99, 102, 136, 243 T- und I-Querschnitte ∫ 99, 102 aus Leimholz ∫ 136 Tafelbau ∫ 44ff, 53, 298ff Tafelelemente ∫ 75, 105, 121f, 142, 179 Tauwasser ∫ 61, 63 Teileinspannung ∫ 87, 124 Terminpläne ∫ 91 Textbeispiele für die Ausschreibung von Stahlteilen ∫ 90ff Tonnenschalen ∫ 244ff Tonnensheds ∫ 136, 244 Träger (BSH) ∫ 99ff, 167, 192, 201 mit T-Profil ∫ 82 mit zweifacher Krümmung ∫ 103 doppelt unterspannt ∫ 81 dreifach unterspannt ∫ 81 unterspannt ∫ 79, 81, 137, 168ff Trägerformen ∫ 102, 104, 154, 156f Trägerquerschnitte (Kantholz) ∫ 290 Trägerrost aus zusammengesetzten BSH-Querschnitten ∫ 82 Trägerrost, frei aufgelagert ∫ 233, 235 Trägerrostauflager ∫ 235 Trägerrostknoten (zusammengesetzte Querschnitte) ∫ 234 60°, biegesteif ∫ 233 90° ∫ 232 Trägerrostsysteme ∫ 232 Trägheitsmoment ∫ 81f, 96f, 131 Tragverhalten (Hyparschalen) ∫ 263 (räumliche Stabroste) ∫ 239 Tragwerk außenliegend ∫ 79 Geometrie ∫ 53, 83, 133, 136, 138 Varianten ∫ 84ff, 246 Tragwerksknoten ∫ 52, 83 Transport ∫ 61, 74f, 100 Trennwände ∫ 70 Trigon Mehrzweck-Verbinder ∫ 114 Trigonitträger ∫ 121 Trio-Balken ∫ 40, 56 Trittschallschutz ∫ 68f Trockenverfahren ∫ 41, 45 Turmsystem-Varianten ∫ 266 Twinaplate ∫ 113 Übersichtspläne ∫ 88 Ultraschall ∫ 92ff Umweltverträglichkeitsprüfung ∫ 48 Unterspannung ∫ 81, 107, 158, 168ff, 195 Unterzüge (deckengleich) ∫ 228 V-Streben ∫ 81, 169f, 209 Varianten in der Grundrissanordnung ∫ 214 VB-Bauweise ∫ 112 Verbindungen ∫ 83, 93, 106, 108, 117, 119

372

Verbindungsmittel besondere ∫ 122 und Detail ∫ 83, 107 Verblattung mit Klemmbolzen ∫ 108 Verbundplatte ∫ 95, 229f Verbundquerschnitt (Stützen) ∫ 96, 98 (Träger) ∫ 97, 99 Verfärbung ∫ 32, 39, 55ff, 63 Verformung ∫ 33, 59, 105f Verformungsverhalten ∫ 106, 116 Verpressdübel ∫ 123 Versätze ∫ 109 Verstärkung bestehender Holzkonstruktionen ∫ 95 Vollholz ∫ 31, 38, 55 Vollquerschnitte ∫ 50, 124, 154ff Vollwandquerschnitte ∫ 196, 208 Vollwandsysteme ∫ 206 Vorprojekt- und Entwurfszeichnungen ∫ 87 Vorprojekt ∫ 84 Vorschriften, technische ∫ 72, 90 Vorspannung ∫ 206 Wachse ∫ 45 Wärmebrücken ∫ 63, 65, 67 Wärmedämmung ∫ 45ff, 66, 80 transluzent (TWD) ∫ Wärmedurchgangskoeffizient ∫ 64 Wärmeschutz ∫ 45, 62, 64f, 91 temporärer ∫ 67 Wärmespeicherfähigkeit ∫ 64, 67 Wellstegträger ∫ 121 Werkstattplan ∫ 85f, 89, 93, 117 Windlastannahme ∫ 269 Windrispe ∫ 130, 262 Zapfen ∫ 90, 108, 155, 169, 180 Zementfaserplatten ∫ 46 Zeichnungen für die Bauausführung ∫ 88f Zugstabstöße, nachspannbare ∫ 191 Zuganschlüsse im Firstpunkt ∫ 115, 137, 197 Zugbandanschlüsse (Auflager) ∫ 108, 194 Zugbandaufhängungen ∫ 161, 188, 190ff Zugstäbe am Hartholz ∫ 122 Zugstoß ∫ 113, 118f, 220f Zweifeldträger ∫ 149, 181, 195, 205 Zweigelenkbogen ∫ 208ff Zweigelenkrahmen (biegesteife) ∫ 150, 198f, 204 Kreuzungspunkte ∫ 204f, 234ff

Personen

Anhang

Personenregister

Aalto, A. ∫ 12 Ahrends, P. ∫ 218 Amt für Bundesbauten ∫ 158 Ando, T. ∫ 145 Arndt, R. ∫ 150 Arretche, L. ∫ 219 Arup, O. ∫ 265 Atelier 4 ∫ 169 Atelier Cube ∫ 332 Atelier Gamma Architectore ∫ 174 Auer (+ Weber) ∫ 346 Avia Plan Architects ∫ 183 Bächle, M. ∫ 305 Bahnbauzentrale, Projektgruppe MBS ∫ 270 Ban, S. ∫ 217 Banholzer, D. ∫ 151 Banholzer, H. ∫ 151 Barthel, (Wenzel, Frese, Pörtner, Haller) ∫ 265 Bauabteilung Brüninghoff ∫ 216 Bäuerle, W. ∫ 286, 320 Bearth, V. ∫ 310 Beck, (Enz, Yelin) ∫ 356 Bellmann, G. ∫ 230 Belz, (Kammerer + Partner) ∫ 235 Berchthold, H. ∫ 271 Berger, P. ∫ 357 Bertsche, (Packenbach, Hübner) ∫ 236, 260 Bétrix, M.-C., (Consolascio, E.) ∫ 306 Bieler, W. ∫ 148, 156, 173, 206 Bienefeld, H., N. ∫ 218, 298 Biong & Biong, (Torp, N.) ∫ 211 Biro-Biro ∫ 160 Bittcher-Zeitz, T. ∫ 346 Blumer, AG ∫ 251 Bonfig, P. ∫ 280 Bosch, (+ Herrmann) ∫ 187 Botta, M. ∫ 225 Branger, (Conzett & Partner) ∫ 168 Brechbühl, (Itten I+B) ∫ 278, 351 Briccola, R. ∫ 277, 301 Brinkhaus, H. ∫ 322 Brunner, H. ∫ 153 Buchs, P., (+ Plumey, J. L.) ∫ 207 Bureau des Autoroutes ∫ 178 Burger, (Riemerschmid, Schützenhuber) ∫ 192 Burkhalter, M., (Sumi, C.) ∫ 333, 345 Burkhard, (Meyer, Steiger) ∫ 212 Burlanek, P. ∫ 152 Büro Vier ∫ 147 Burton, R. ∫ 218 Busse, von, H. B., B. ∫ 342 Calatrava, S. ∫ 212 Caldas, J. M. ∫ 294 Carduner, M., (+ Partner) ∫ 255 Caspari, H. ∫ 171 Choukalos, (Woodburn, McKenzie, Maranda Ltd) ∫ 184 Christen, F. ∫ 204 Clavuot, C. ∫ 299 Collomb, G. M. ∫ 322

Consolascio, E., (Bétrix, M.-C.) ∫ 306 Conzett, (Branger & Partner) ∫ 168 D´Inka, (+ Scheible) ∫ 199 Dahms, (Grube, Harden, Kaiser, Laskowski) ∫ 186 DeMeuron, P., (Herzog, J.) ∫ 276, 348 Deplazes, A. ∫ 310 Despang Architekten ∫ 226 Devaliere, J. F. ∫ Dietiker, R., (Klaus, B. + Keller, R.) ∫ 315 Dietrich, R. ∫ 22, 352 Dilcher-Tobey, W. ∫ 319 Dittmann, E. und S. ∫ 312 Dittrich, (+ Natterer, Planungsgesellschaft) ∫ 144, 147, 152, 160, 165, 166, 169, 182, 189, 192, 195, 203, 232, 234, 235, 238, 242f., 264 Döring, W. ∫ 303 Drexel, R. ∫ 221 Eberl, M. ∫ 189 Eberle, (+ Hartmann) ∫ 154 Echenique, M. ∫ 334 Effeff AG ∫ 253 Enz, (Beck, Yelin) ∫ 356 Erkler, D. ∫ 273 Erzbischöfliches Bauamt Freiburg ∫ 188 Fahr + Partner PFP ∫ 144, 308 Fahr, R. E. ∫ 144, 308 Fahr-Deistler, A. ∫ 144, 308 Falterer, (Wagner, Wanner) ∫ 165 Faust, (+ Heuer) ∫ 170 Finanzbauamt Würzburg ∫ 236 Fink, D., (Jocher, Th.) ∫ 352 Fink, H. (Polónyi, S.) ∫ 245 Fischer, (Glaser, Kretschmer, Kreft) ∫ 172 Flach, M. ∫ 196, 255 Francis, M. ∫ 149 Frank, A. (W. Wicker KG) ∫ 243 Freund, M. (Ospelt, H.) ∫ 228 Frese, (Wenzel, Pörtner, Haller, Barthel) ∫ 265 Frode (& Sasse) ∫ 248 Frommlet, Zimmerei und Ingenieurholzbau AG ∫ 154 Fuchs, (Mahler, Günster) ∫ 279, 286, 347, 349, 353 Führer, (Kosch, Stein) ∫ 170 Füller, F., (Architektengemeinschaft) ∫ 210 Gärtl AG ∫ 180 Galfetti, A. ∫ 225 Gasser, H. ∫ 259 Gaupp, (+ Jauss) ∫ 314 Geier, (+ Geier) ∫ 265 Geierstanger, H., (Unibauamt Weihenstephan) ∫ 152, 200 Genie Bataillon 10 ∫ 177 Gerstlauer, (+ Mohne) ∫ 156 Giacomazzi, F. (+ Assoziati Architetti) ∫ 161

Glaser, (Fischer, Kretschmer, Kreft) ∫ 172 Glaser, W. ∫ 346 Gnutzmann, D. (Ingenieurbüro kgs) ∫ 260 Grube, (Dahms, Harden, Kaiser, Laskowski) ∫ 186 Günster, (Mahler, Fuchs) ∫ 279, 286, 347, 349, 353 Haag, (von Ohlen, Rüffer und Partner) ∫ 179, 359 Haas, P. ∫ 240 Habisreutinger, K. ∫ 346 Häussermann, P. ∫ 164 Hagmüller, H. ∫ 344 Haller, (Wenzel, Frese, Pörtner, Barthel) ∫ 265 Happold, E. ∫ 218 Harden, (Dahms, Grube, Kaiser, Laskowski) ∫ 186 Harju, R. ∫ 250 Harries, (+ Kinkel) ∫ 207 Hartmann, ( + Eberle) ∫ 154 Hauser, G. ∫ 64 Hecker, H. D. ∫ 258 Heene, A. ∫ 316 Hegger (Hegger, Schleiff) ∫ 282, 336 Heikkilä, P. ∫ 250 Hempel, A. ∫ 194 Herrmann, (+ Bosch) ∫ 187 Herrschmann, D. ∫ 171 Herzog, J., (DeMeuron, P.) ∫ 276, 348 Herzog, Th. ∫ 8, 179, 182, 233, 260, 272, 280, 284, 289, 326f., 329, 331, 355, 359 Heuer, (+ Faust) ∫ 170 Hiatus ∫ 196 High Executive Committee of the Kingdom of Saudi-Arabia ∫ 239 Hilzinger, Ch. ∫ 346 Hinkes, F.-J. ∫ 262 Hirzle, W. ∫ 266 Hisatoku, (Maeno, Wada, Nagase) ∫ 257 Hitzler, K. ∫ 146 Hochbauamt Osnabrück ∫ 268 Hofer, H. ∫ 350 Hoffmann, J. ∫ 12 Hofmann, K. ∫ 157 Holzbauwerk Kaufmann ∫ 209 Hrdlovics, C. ∫ 350 Huber, H. ∫ 318 Hübner, (Bertsche, Packenbach) ∫ 236ff. Hugues, Th. ∫ 313

Juranek, D.

∫ 164

Kaiser, (Dahms, Grube, Harden, Laskowski) ∫ 186 Kajima Design (+ Saito, M.) ∫ 217 Kammerer, (+ Belz + Partner) ∫ 235 Kämpf, G. ∫ 205 Kamunen, R. ∫ 12 Kantonale Baudirektion Burgdorf ∫ 208 Karpf, M. ∫ 166 Kathan, A. ∫ 278, 350 Kaufmann, (Merz, Partner) ∫ 155, 221 Kaufmann, H. ∫ 258 Kaufmann, L. ∫ 209 Keller, R. ∫ 315 Kessel, M. (Ingenieurbüro kgs) ∫ 260 Kibayasni, M., (Kikutake & Ass.) ∫ 257 Kikutake & Ass., (Kibayasni, M.) ∫ 257 Kinkel, (+ Harries) ∫ 270 Klaus, B., (Dietiker, R.) ∫ 315 Kling, W. ∫ 185 Kohl, H. ∫ 324 Koralek, P. ∫ 218 Kosch, (Führer, Stein) ∫ 170 Kovatsch, M. ∫ 277 Krähenbühl ∫ 206 Kreft, (Fischer, Glaser, Kretschmer) ∫ 172 Kretschmer, (Fischer, Glaser, Kreft) ∫ 172 Kübler, Holzbaufirma ∫ 269 Kuhlmann, (Biro-Biro) ∫ 160 Küttinger, G. und I. ∫ 202, 316

ICS Bois ∫ 254f. IEZ Natterer GmbH ∫ 260 Ingenieria Obra Civil ∫ 145 Itagaki, M. (Sugimoto, H.) ∫ 276 Ito, T. ∫ 286, 361 Itten, (+ Brechbühl, I+B) ∫ 278, 351

Ladner, D. ∫ 310 Landbauamt München ∫ 234 Landbauamt Nürnberg ∫ 238 Landbauamt Weihenstephan (Geierstanger, H.) ∫ 200 Lang, L. M. ∫ 264 Larsens, H. ∫ 286 Laskowski, (Dahms, Grube, Harden, Kaiser) ∫ 186 Lau, K. ∫ 184 Lauri, J. ∫ 11 Lehmbrock, J. ∫ 246 Leins, W., (+ Zweifel, J.) ∫ 153 Leiska, (Pook, Partner) ∫ 185 Levandowsky, A. ∫ 304 Lieberum, (+ Steckstor, Ingenieurgem.) ∫ 226 Liermann, K. ∫ 188 Limmer, L. ∫ 163 Linie 4 ∫ 305 Linkwitz, (Preuss) ∫ 265 Lintl (+ Siebenson) ∫ 200 Logerai, J.-P. ∫ 254 Lourdin, R. ∫ 142 Lucernario ∫ 214 Ludwig, M. ∫ 313 Lyndon, (MLTW / Moore Turnbull, Whitaker) ∫ 276, 293

Jauss, (+ Gaupp) ∫ 314 Jaussaud, (+ Vallières) ∫ 213 Jean, P. ∫ 323 Jourda, F. ∫ 149, 282f., 336

Maeno, (Wada, Nagase, Hisatoku) ∫ 257 Mahler, (Günster Fuchs) ∫ 279, 286, 347, 349, 353

373

Personen

Anhang

Mahler, K., (+ Schäfer, J.) ∫ 325 Makovecz, I. ∫ 273, 362, 363 Malknecht, K. ∫ 191 Mangeat, V. ∫ 244 Maranda, (Choukalos, Woodburn, McKenzie Ltd) ∫ 184 Markwalder, A. ∫ 271 Marugg, H. ∫ 173 Maurer, K. ∫ 311 May, (Menli) ∫ 249 Mayer, (+ Plüss) ∫ 215 Mayer, E. ∫ 306 McKenzie, (Choukalos, Woodburn, Maranda Ltd) ∫ 184 mecanoo architekten ∫ 286 Menli, (May) ∫ 249 Meid-Bächle, K. ∫ 305 Meier, (+ Wachter) ∫ 203 Meier, H. und L. ∫ 158 Meier, R. ∫ 302 Meier-Scupin, J. P. ∫ 276 Meinhardt, H. ∫ 191 Merz, (Kaufmann Partner) ∫ 155, 221 Merz, K. (und J. Natterer) ∫ 184 Meyer, (Burkhard, Steiger) ∫ 212 Mezei, G. ∫ 273 Michael, Ch. ∫ 204 Milbrandt, E. ∫ 167 Mohn, H. ∫ 201 Mohne, (Gerstlauer) ∫ 156 Moix Ingenieur Conseil Sàrl ∫ 222 Moore, (MLTW / Lyndon, Turnbull , Whitaker) ∫ 276, 293 Moosbrugger, Ingenieurbüro ∫ 221 Mutschler, C. (+ Partner) ∫ 256 Nagase, (Maeno, Wada, Hisatoku) ∫ 257 Nagashina, M. ∫ 223, 295 Nagler, F. ∫ 155, 297 Naito, H. ∫ 193, 284, 341 Natterer Bois-Consult ∫ 142, 153, 157f., 174, 176ff., 184, 186, 190, 197, 207, 222, 225, 228, 230f., 237, 244, 248f., 253, 263, 267 Natter +Dittrich, Planungsgesellschaft ∫ 144, 147, 152, 160, 165f., 169, 182, 189, 192, 195, 203, 232ff., 238, 242f., 264 Natterer J. ∫ 76, 140, 162f., 175, 198, 202, 254f., Nebgen, N. ∫ 241 Neumaier, K. ∫ 146 Oberpostdirektion München ∫ 232 Ohlen, von, (Haag, Rüffer und Partner) ∫ 179, 359 Ollertz (+ Ollertz) ∫ 247 Ospelt, H. (Freund, M.) ∫ 228 Otto, F. ∫ 218, 256, 262 Packenbach, (Bertsche, Hübner) ∫ 236 Palladio, A. ∫ 22 Peiry, G. ∫ 222 Perraudin, G. ∫ 149, 282f., 336 Peyret, Ch. ∫ 337 Pfefferkorn + Partner ∫ 187 Piano, R. Building Workshop ∫ 283f., 360 Pini (+ Assoziati Ingegneria) ∫ 161 Plan GmbH ∫ 175 Planungsgruppe Gesternig ∫ 262 Plumey, J. L. (& Buchs, P.) ∫ 207 Plüss (& Mayer) ∫ 215 Pollak, H. ∫ 159 Polónyi, S. (Fink, H.) ∫ 245 Pook, (Leiska, Partner) ∫ 185 Pörtner, (Wenzel, Frese, Haller, Barthel) ∫ 265 Pottelsberghe de la Potterie, von, J. ∫ 251

374

Preuss, (Linkwitz) ∫ 265 Prüfer, W. ∫ 172 Python, A. und J. ∫ 176 Reichel, A. ∫ 354 Reiter, F. ∫ 350 Relling, Th. ∫ 181 Reuter ∫ 198 Reynaud, M. ∫ 357 Rice, P. ∫ 149 Riehle, W. ∫ 241 Riemerschmid, R. ∫ 12 Riemerschmid, (Burger, Schützenhuber) ∫ 192 Rinn Holzbau ∫ 270 Ritchie, J. ∫ 149 Röder, T. ∫ 316 Romero, S. ∫ 318 Rüffer, (Haag, von Ohlen und Partner) ∫ 179, 359 Sailer, (Stephan) ∫ 179, 194, 233 Saito, M. (Kajima Design) ∫ 217 Sakamoto, K. ∫ 276, 338 Sasse (+ Frode) ∫ 248 Schäfer, J., (+ Mahler, K.) ∫ 325 Schankula, A. ∫ 233 Schattner, K.-J. ∫ 159 Schaudt Architekten ∫ 278, 344 Schauer, U. ∫ 321 Scheible, (+D´Inka) ∫ 199 Scherberger, M. ∫ 258 Schilling, B. ∫ 182, 280 Schleiff, (Hegger, Hegger) ∫ 282, 336 Schloffer, G. ∫ 311 Schlude, (Ströhle) ∫ 317 Schlup, A. ∫ 237 Schnabel, R. ∫ 210 Schneider, R. ∫ 355 Schneider-Wessling, E. ∫ 322 Schnieder, F. ∫ 268 Scholz, G. ∫ 263 Schrade, H. J. ∫ 233, 355 Schranz, M. ∫ 278, 350 Schulitz, H. C. (+ Partner) ∫ 339 Schulting, K. ∫ 246 Schützenhuber, (Riemerschmid, Burger) ∫ 192 Schwarz, E. ∫ 199 Schwarzmann, S. ∫ 350 Schweiger, P. ∫ 246 Schweitzer, R. ∫ 24, 142f., 275, 304, 323, 337 Seifert, W. ∫ 268 Seki, H. ∫ 295 Sengler, D. ∫ 167 Siebenson, (+ Lintl) ∫ 200 Sirèn, H. und K. ∫ 275 Sirola, N. ∫ 296 Speich, M. ∫ 239, 262 Staatliches Hochbauamt Passau ∫ 224 Stadtbauamt Amberg ∫ 242 Stadtbauamt Deggendorf ∫ 190 Städtisches Hochbauamt Schaffhausen ∫ 215 Stainer, J. ∫ 10 Stauß, E. ∫ 300, 340 Steckstor (+ Lieberum , Ingenieurgem.) ∫ 226 Steidle, O. ∫ 162, 324 Steiger, (Burkhard, Meyer) ∫ 212 Steigerwald, B. ∫ 179, 359 Stein, (Führer, Kosch) ∫ 170 Stephan, K. (Sailer) ∫ 179, 194, 233 Streib, M. ∫ 280, 319, 331 Ströhle, (Schlude) ∫ 317 Strolz, E. ∫ 278, 350 Structural Design Group ∫ 193 Studio Technico Cenci Otsuka ∫ 214 Sugimoto, H. (Igataki, M.) ∫ 276 Sumi, C., (Burkhalter, M.) ∫ 333, 345

Taba, B. ∫ 365 Tabery ∫ 227 Then Bergh, R. + R. ∫ 309 Thut, D. und R. ∫ 335 TIS (und Partner) ∫ 252 Tobey, R. ∫ 319 Torp, N. (Biong + Biong) ∫ 211 Trabert, (+ Partner) ∫ 247 Trafojer, F. ∫ 191 Trubka, L. ∫ 184 Turnbull, (MLTW / Moore, Lyndon, Whitaker) ∫ 276, 293 U.B.E. ∫ 219 Ungers, O. M. ∫ 245 Unibauamt Weihenstephan ∫ 152 Usleber, J. ∫ 181 Valliéres, (+ Jaussaud) ∫ 213 Velez, S. ∫ 21 Vogel, H. ∫ 208 Vogel, P. ∫ 332 Vogeley, J. ∫ 150 Volhard, F. ∫ 321 Volz, M. ∫ 31, 60, 280, 289, 307, 328, 330 Wachter, (+ Meier) ∫ 203 Wada, (Maeno, Nagase, Hisatoku) ∫ 257 Wagner, (Wanner, Falterer) ∫ 165 Wagner, G. ∫ 68, 71 Walder, H. ∫ 150 Waldner, Dr., AG ∫ 251 Wälli, Ing. Büro; AG ∫ 240 Walter, I. ∫ 148, 322 Wangler, U. ∫ 340 Wanner, (Wagner, Falterer) ∫ 165 Weber, (+ Auer) ∫ 346 Wegener, G. ∫ 47 Weippert, H. ∫ 189 Weisrock S.A., R. ∫ 196 Wenger, H. und P. ∫ 259 Wenzel, (Frese, Pörtner, Haller, Barthel) ∫ 265 Wenzel, F. ∫ 150 Werner, B. ∫ 310 Westermayer, V. ∫ 204 Wetter, von, A. ∫ 251 Whitaker, (MLTW / Moore, Lyndon, Turnbull) ∫ 276, 293 Wicker, W., KG ∫ 243 Widmann, S. ∫ 318 Wiedemann, J. ∫ 204 Wiegand, T. ∫ 55 Winter, W. ∫ 74, 233, 244 Wirkkala, T. ∫ 11 Wirsing, W. und G. ∫ 343 Wise, C. (O. Arup & Partners) ∫ 183 Wolf, S. ∫ 307 Woodburn, (Choukalos, McKenzie, Maranda Ltd) ∫ 184 Wörndl, H.-P. ∫ 277, 292 Yelin, (Beck, Enz) ∫ 356 Yoshida, A. ∫ 217 Yoshida, T. ∫ 341 Yoshino, S. ∫ 252 Zeitler, H.-J. ∫ 195 Zeitter, H. ∫ 68, 71 Zentrale Planungsstelle Kiel ∫ 201 Zimmer, B. ∫ 47 Zimperlich, I. ∫ 191 Zufferey, A. ∫ 197 Zumthor, P. ∫ 274, 279 Zweifel, J., (+ Leins, W.) ∫ 153 Zwerch ∫ 231

Bildnachweis

Anhang

Bildnachweis

Fotos, zu denen kein Fotograf genannt ist, stammen aus den Archiven der Architekten, die im Personenregister genannt sind, von den Autoren oder aus dem Archiv DETAIL.

Etude et reconstitution, Jean-Pierre Adam: Bild 7

Teil 5 Gebaute Beispiele: Tragwerke

Entretien sur l‘architecture, Viollet-le-Duc 1874: Bild 8

Buchacher Holzleimbau Hermagor, A (S. 191) Eigstler, S., Thun, CH (S. 180) Halbe, R., Stuttgart, D (S. 181) Hirschbrunner, U., Aschau, D, (S. 208) Korn, M. (S. 260) Krewinkel, H. W., Böblingen, D, (S. 167) Krupp, B., Freiburg, D (S. 258) Leenders, P., Niederkrüchten, D (S. 216) Leiska, H., Hamburg, D (S. 185; S. 201) Leistner, D., Mainz, D (S. 179; S. 245; S. 261 Mitte und unten) Müller-Naumann, S., München, D, (S. 155) Neubert, S., München, D, (S. 159; S. 182) Scheffler, G., Frankfurt a. M., D (S. 172) Schink, H.-C., Leipzig, D (S. 247) Schneider, R., D (S. 261 oben) Shabo, N., Hiroshima, J (S. 217) Soyland, J. E., Oslo, N (S. 183) Stahl, H., Köln, D (S. 170) Studio Sfriso, Camucia di Cortona, I (S. 214) Tschudy, J., Chur, CH (S. 168) Zeitler, F. Penzberg, D (S. 227)

Teil 1 Kulturelle Dimensionen

S. 26 Shelter in Africa , Paul Olivier 1971: Bild 1, 2, 3

Tradition und Vielfalt

ETH Zürich, Gaudenz Domenig 1980: Bild 4, 5, 6, 7

A Century of Chair Design; Verlag Rizzoli, N.Y. (S. 12: 3) Artec, Helsinki, SF (S. 12: 1) Associated Press GmbH, Frankfurt/Main, D (S. 23: 10) Bäckmann, R., Helsinki, SF (S. 9) Baumann-Schicht, Bad Reichenhall, D (S. 23: 8) Bildarchiv Deutsches Museum, München, D (S. 13: 5) Bildarchiv Münchner Stadtmuseum, D (S. 12: 4) Giraudon, Paris, F (S. 20: 4) Herzog-Loibl, V., München, D (S. 10: 1; S. 13: 8, 9; S. 15: 2, 4, 5; S. 16: 4, 5; S. 17: 1 – 3, 5, 6; S. 19: 12; S. 22: 1 – 3, 5;) Ishimoto, Y., Tokio, J (S. 14) Jordens-Meintker, D., München, D (S. 10: 2, 3) Kaltenbach, F., München, D (S. 17: 7; S. 20: 3; S. 21: 7) Luft, G., Felldorf, D (S. 13: 7) Mani Kupfermann, Zimmerei Thusis, CH (S. 23: 9) Pfistermeister, U., Artelshofen, D (S. 16: 1, 3) Presseagentur Novosti, Moskau, RUS (S. 16: 2) Schittich, Ch., München, D (S. 15: 3; S. 17: 4; S. 20: 2; S .21: 5, 6; S. 23: 7) Schweitzer, R., Paris, F. (S. 13: 10; S. 15: 1; S. 16: 6; S. 18; S. 19: 10, 11, 13 –17; S. 20: 1; S. 21: 8 –10; S. 22: 4) Träskelin, R., Helsinki, SF (S. 11; S. 12: 2; S. 13: 6) Tschudi, J., Chur, CH (S. 23: 6) Der Baustoff Holz von der Urgeschichte bis zum 19. Jahrhundert S. 24 Traité de l‘Art de Bâtir, Jean Rondelet: Bild 1 S. 25 nach: Die bandkeramische Ansiedlung bei Köln-Lindenthal, W. Buttler, W. Halberay: Bild 2 nach: Kunio Ota, Jômon mémorial, Utsunomiya: Bild 3 Compagnons du Devoir du Tour de France: Bild 4 Traité de l‘Art de Bâtir, Jean Rondelet: Bild 5 Edifices de Rome moderne, Paul Letarouilly 1857: Bild 6

S. 27 Compagnons du Devoir du Tour de France: Bild 13 Office du Livre de Fribourg, Teiji Itoh 1983: Bild 17 Kura, Teiji Itoh 1973: Bild 18 S. 28 Compagnons du Devoir du Tour de France: Bild 1, 2, 3 Documents L.M. Lissenko: Bild 4 Der Schweizer Holzstil, Ernst Gladbach 1897: Bild 5, 6 Relevé de Dominique Chauvelot: Bild 7, 8, 9, 10 Le vaisseau de 74 canons, Jean Boudriot: Bild 11, 12, 13

Teil 6 Gebaute Beispiele: Fassaden

S. 29 Traité de l‘art de la charpenterie, A.R. Emy 1841: Bild 1, 2

Vielfalt der Moderne

Traité de l‘art de bâtir, Jean Rondelet: Bild 3, 4, 5, 6, 7 nach: John Weale 1852: Bild 8, 9

Teil 2 Grundlagen Grosser, Dr., Holzforschung TU-München, D (S. 34 – 37) Heyer, H.-J., Werkstatt für Photographie, Universität Stuttgart, D (S. 38; S. 39 Mitte, unten; S. 40 oben, Mitte; S. 42; S. 43 Mitte, unten; S. 44 – 46) Michael Wenig AG, D (S. 40 oben) Zeitler, F., Penzberg, D (S. 39 oben)

Teil 3 Planungsgrundlagen Ege, H., Luzern, CH (S. 60 Mitte rechts) Eigstler, S., Thun, CH (S. 61 Mitte)

Blunck, R., Tübingen, D (S. 277: 3; S. 278: 1) Busam, F., Architekturphoto, Düsseldorf, D (S. 277: 2, 5) Ege, H., Luzern, CH (S. 278: 3) Freeman, M., London, GB (S. 276: 1) Geleta & Geleta, Budapest, H (S. 273: 3, 4) Herzog-Loibl, V., München , D(S. 273: 1; S. 274: 2, 4) Hiruta, K., Tokio, J (S. 285: 4, 5) Kaltenbach, F., München, D (S. 279: 2, 3) Kamaya, M., Odate, J (S. 287: 7, 8) Leistner, D., Mainz, D (S. 281, S. 284), Lindhe, J., Kopenhagen, DK (S. 286: 4) Müller-Naumann, S., München, D (S. 286: 1) Ott, P., Graz, A (S. 277: 1, 4) Richters, Ch., Münster, D (S. 279: 1, 4; S.286: 2, 3) Schenkirz, R., Leonberg, D (S. 280) Schlupp, H., Düsseldorf, D (S. 285: 3) Schranz, M., Aldrans, A (S. 278: 2) Schweitzer, R., Paris, F. (S. 275: 1,2) Sessner, P., München, D (S. 288: 12) Shinkenchiku-Sha, Tokio, J (S. 276: 2, 3; S. 285: 6, 7) Strauß, D., Besigheim, D (S. 287: 5, 6) Van der Vlugt & Claus, Amsterdam, NL (S. 273: 2) Waki, T., Shokokusha, Tokio, J (S. 287: 9) Wessely, H., München, D (S. 274: 3) Wimmer, F., München, D (S. 276)

Fassadenbeispiele Blunck, R., Tübingen, D (S. 344; S. 317) Bonfig, P., München, D (S. 352) Busam, F., Architekturphoto, Düsseldorf, D (S. 301) Ege, H., Luzern, CH (S. 351) Feiner, R., Malans, CH (S. 299; S. 310) Freeman, M., London, GB (S. 293) Gardin, G. B., Genua, I (S. 360) Gonçalves, M., (S. 294) Helfenstein, H., Adliswil, CH (S. 345) Huttunen, M., Lahti, FIN (S. 296) Jantscher, Th., Colombier, CH (S. 306) Kandzia, Chr., Esslingen, D (S. 346) Korn, M. (Artur), Köln, D (S. 355 links) Leistner, D., (Artur), Köln, D (S. 355 rechts; S. 359) Lüttge, Th., Ascholding, D (S. 313; S. 318) Mikio Kamaya, Odate, J (S. 361) Monthiers, J.-M., Paris, F (S. 357) Müller-Naumann, S., München, D (S. 297; S. 320) Myrzik, U., München, D (S. 314) Neubert, S., München, D (S. 342; S. 343) Ott, P., Graz, A (S. 292) Richters, Chr., Münster, D (S. 336; S. 347; S. 354) Rodermeier, H., Köln, D (S. 322) Roth, L., Köln, D (S. 298) Schranz, M., Aldrans, A (S. 350) Shinkenchiku-cha, Tokio, J (S. 338) Spitta, W, Zeitlarn, D (S. 326) Strauß, D., Besigheim, D (S. 353) Tohru Waki, Shokoshuka, Tokio, J, (S. 341; S.361 Mitte oben) Wimmer, F., München, D (S. 348)

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