Skelettbauweise

Eigenschaften und Möglichkeiten

Wenn die tragende Struktur eines Gebäudes aus linearen (auch: stabförmigen) Bauteilen wie Stützen und Trägern besteht, die nicht raumabschließend sind, handelt es sich um eine Skelettbauweise. Eine frühe Form des Holzskelettbaus ist das Fachwerk. Bei Fachwerkbauten liegen äußere Hülle und Tragwerk allerdings in einer Ebene, was heute in der Regel nicht der Fall ist. Aus bauphysikalischen Gründen ist die Gebäudehülle der Struktur meist vorgesetzt.

Wie heute üblich, ist die Gebäudehülle der Struktur beim House of Natural Resources vorgesetzt.
Der Skelettbau wird rationell, und die Bauteile lassen sich gut vorfertigen, wenn ein Raster zugrunde liegt (Abb.: House of Natural Resources der ETH Zürich).
Brettschichtholzträger sind sehr formstabil, was in den Anschlusspunkten eine wichtige Rolle spielt (Abb.: House of Natural Resources der ETH Zürich).

Für eine rationelle Bauweise und die Vorfertigung der Bauelemente ist das Zugrundelegen eines Rasters sinnvoll. Damit wiederholen sich bestimmte Spannweiten der Träger und die räumliche Ordnung des Grundrisses unterliegt diesem Raster. Wäre zum Beispiel 1,50 x 1,50 Meter die kleinste Einheit, würden deren Vielfache die Achsmaße der Räume und Erschließungsflächen bestimmen. Selbstverständlich können die Räume rechteckig sein oder übereck laufen.

Stützweiten und Raster

Die Stützweiten betragen üblicherweise (auch aus wirtschaftlichen Gründen) drei bis acht Meter, möglich sind bis zu zwölf Meter. Die maximale Spannweite ist materialabhängig – neben Konstruktionsvollholz für kleinere Bauwerke kommen häufig Stützen und Träger aus Brettschichtholz zum Einsatz. Solche verleimten Holzelemente sind sehr formstabil, was in den Anschlusspunkten eine wichtige Rolle spielt.

Weil das Tragwerk von der Hülle und dem Innenausbau eines Gebäudes weitgehend unabhängig ist – es handelt sich um ein sogenanntes offenes Bausystem – ermöglicht die Skelettbauweise hohe Flexibilität. Basierend auf einem Raster kann das Bauwerk sich ändernden Umständen angepasst werden, die ordnende Struktur bietet eine enorme Freiheit. Die Raumaufteilung ist variabel, die bauliche Struktur lässt sich prinzipiell einfach fortführen.

Fügung und Aussteifung

Besonderes Augenmerk gilt der Fügung der Bauelemente. Die als Knotenpunkte bezeichneten Stellen des Tragwerks, in denen Träger und Stützen aufeinandertreffen, sind maßgeblich für die Statik und Dauerhaftigkeit des Bauwerks; nicht selten bilden sie auch ein wichtiges gestalterisches Element. Sie sind nicht biegesteif. Handelte es sich früher um Holz-in-Holz-Verbindungen, die bis heute in verschiedener Weise weiterentwickelt wurden, kamen im 20. Jahrhundert diverse Stahlverbindungen hinzu sowie Klebstoffe. Auch hier gibt es eine Vielzahl an bewährten, auch kombinierten Varianten ebenso wie Neuentwicklungen.

Die Aussteifung des Holzskeletts erfolgt über Auskreuzungen (hölzerne Verstrebungen, Zugbänder und -stäbe aus Stahl) oder auch Wand- und Deckenscheiben in Holztafelbauweise, Beton oder Mauerwerk.

Ein hoher Vorfertigungsgrad der Bauelemente geht mit einer präzisen Ausführung einher. Der Transport von Bauteilen ist gerade bei überschaubaren Längen einfach, das Gewicht gering.

Literatur: Götz, Hoor, Möhler, Natterer: Holzbau-Atlas, Institut für internationale Architektur-Dokumentation, München (1980); Winter, Peter (Hrsg.): Holzbau-Taschenbuch – Grundlagen, Ernst & Sohn, Berlin (2021); Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, Gülzow (Hrsg.): Broschüre „Holzhauskonzepte” (2021)

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Holzbalkendecke in einem Altbau: Je größer der Balkenabstand, desto stärker ist die Schalung.

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Bauteile

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Aus der Jungsteinzeit bis in die Bronzezeit sind Überreste von Pfahlbauten erhalten, die eine frühe Holzbaukultur der Bodenseeregion und der Ostschweiz dokumentieren (im Bild: Unteruhldingen am Bodensee).

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Einführung

Geschichte des Holzbaus

Stützen werden im Holzbau sowohl für Skelettkonstruktionen verwendet, wenn sie als systematische Teile des Tragwerks eingesetzt sind, als auch in Kombination mit flächig lastabtragenden Bauteilen, wenn punktuell Öffnungen oder Raumzusammenhänge hergestellt werden sollen (wie hier im Bild).

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Konstruktionselemente

Stützen

Die Holzkonstruktion dieses Wohnhauses ist ein kombinierter Skelett- und Holztafelbau (Baugruppenprojekt 3XGrün in Berlin, 2011; Architektur: IfuH - Institut für urbanen Holzbau, Atelier PK, Roedig Schop Architekten, Rozynski Sturm Architekten).

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Holzbausysteme

Tafelbau/Rahmenbau

Dachträger aus Brettschichtholz kommen im Hallenbau häufig zum Einsatz.

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Konstruktionselemente

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