Holz-Beton-Verbunddecke (HBV-Decke) – Holz-Beton-Verbundsysteme

Eigenschaften und Ausführung

Anwendung

Gallerie

Eine Holz-Beton-Verbunddecke ist ein hybrides Bauteil und besteht aus Holzelementen, die mit einer darüber liegenden Stahlbetonplatte einen schubfesten Verbund herstellen. Im Hinblick auf die guten statischen und bauphysikalischen Eigenschaften bildet eine Holz-Beton-Verbunddecke eine interessante und ökonomisch sinnvolle Alternative zu herkömmlichen Deckensystemen aus Holz oder Stahlbeton. Der Vorteil liegt primär in der optimalen Ausnutzung der Materialeigenschaften beider Werkstoffe.

Die Einsatzgebiete für Holz-Beton-Verbunddecken finden sich sowohl beim Bauen im Bestand als auch im Neubau. Dabei können die unterschiedlichen Deckensysteme in Form von Fertigteilen vorgefertigt oder vor Ort montiert werden.

Abb. 1: Darstellung Holz-Beton-Verbunddecke (Holzbalkendecke mit Aufbeton)

Aufbau und Funktion
Die Ausbildung einer Holz-Beton-Verbunddecke ergibt sich aus unterschiedlichen Varianten linearer oder flächiger Systeme, die in folgender Tabelle aufgeführt sind:

Die anzunehmende Druckkraft sowie die Anforderungen an den Schallschutz definieren die Dicke des Aufbetons. Die Bewehrung ist konstruktiv und verhindert die Rissbildung.

Abb. 2: Beispiel HBV-Decke

Fertigung und Montage

Die Herstellung einer Holz-Beton-Verbunddecke findet vor Ort oder im Werk statt. Bei der werkseitigen Fertigung werden Elementfugen nachträglich vergossen. Diese Art der Vorfertigung reduziert die Trocknungszeiten auf der Baustelle und garantiert die Produktion unter optimalen Bedingungen.

Die Schubübertragung zwischen Holz und Beton wird durch eine direkte kraftschlüssige Verbindung oder mit metallischen Verbindungsmitteln hergestellt.


Statische Wirkungsweise

Abb. 3: Wirkungsweise von Holz-Beton-Verbunddecken
Der Wirkungsgrad des Verbundes zwischen dem auf Biegezug beanspruchten Holzbauteil und der auf Druck beanspruchten Beton- oder Stahlbetonplatte entscheidet über die Biegesteifigkeit des Gesamtquerschnitts. Der richtige Verbund kann die Steifigkeit sowie Tragfähigkeit um das zwei- bis vierfache steigern und bildet somit die Basis für leistungsfähige Decken bei mittleren bis großen Spannweiten in Form eines Einfeld- oder Durchlaufträgers.


Tabelle: Horizontale Bauelemente (Decken, Dächer)
Der Tragsicherheits- und Gebrauchstauglichkeitsnachweis einer Holz-Beton-Verbunddecke erfolgt über den Bemessungsansatz nach DIN EN 1995-1-1: Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten – Teil 1-1: Allgemeines – Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau, Anhang B.

Kennzeichnungen

Die Bauteilkomponenten aus Holz und Beton sowie die Verbundlösungen werden über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder Europäische Technische Bewertungen (ETAs) geregelt.

Autor: Max Köhnken (HDI); Quellen: Kaufmann, H., Krötsch, S., Winter, S.: Atlas Mehrgeschossiger Holzbau; Detail Business Information, München (2017); Cheret, P., Schwaner, K.: Handbuch und Planungshilfe Urbaner Holzbau - Chancen und Potenziale für die Stadt, Dom Publishers, Berlin (2014); Mönck, W., Rug, W.: Holzbau – Bemessung und Konstruktion, Beuth Verlag, Berlin (2015)

Fachwissen zum Thema

In der Praxis sind Holzkonstruktionen heute meist Mischkonstruktionen verschiedener Bauweisen oder Hybride mit anderen Materialien wie Stahl oder Beton (im Bild: Geschosswohnungsbau in Wien, geplant von querkraft architekten und Berger + Parkkinen Architekten, Wien).

In der Praxis sind Holzkonstruktionen heute meist Mischkonstruktionen verschiedener Bauweisen oder Hybride mit anderen Materialien wie Stahl oder Beton (im Bild: Geschosswohnungsbau in Wien, geplant von querkraft architekten und Berger + Parkkinen Architekten, Wien).

Einführung

Holzbaukonstruktion heute

Kombiniert werden nicht nur unterschiedliche Konstruktionsweisen, sondern auch Materialien. Die Vorfertigung spielt eine große Rolle.

Holz ist hygroskopisch, es nimmt Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft auf.

Holz ist hygroskopisch, es nimmt Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft auf.

Grundlagen

Holzfeuchtigkeit und Nutzungsklassen

Was ist mit Gleichgewichtsfeuchte gemeint und nach welchen Kriterien werden Holzbauprodukte in Nutzungsklassen eingeordnet?

Die Präzision des Bauens nimmt mit der Vorfertigung erheblich zu (Abb.: Firmensitz Flexim in Berlin-Marzahn, geplant von ZRS Architekten Ingenieure).

Die Präzision des Bauens nimmt mit der Vorfertigung erheblich zu (Abb.: Firmensitz Flexim in Berlin-Marzahn, geplant von ZRS Architekten Ingenieure).

Grundlagen

Möglichkeiten der Vorfertigung

Holz ist leicht und lässt sich gut im Kontext einer digitalen Prozesskette bearbeiten. Kurze Bauzeiten verringern die Kosten und entlasten die Umgebung von Baustellenemissionen.

Tabelle 1: Vertikale Elemente (Wände, Stützen)

Tabelle 1: Vertikale Elemente (Wände, Stützen)

Bauteile

Übersicht

Holzbausysteme beinhalten größtenteils flächige Decken-, Dach- und Wandelemente, die in der Regel aus vorgefertigten Bauteilen zusammengesetzt sind.

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Übersicht

Tabelle 1: Vertikale Elemente (Wände, Stützen)

Tabelle 1: Vertikale Elemente (Wände, Stützen)

Holzbausysteme beinhalten größtenteils flächige Decken-, Dach- und Wandelemente, die in der Regel aus vorgefertigten Bauteilen zusammengesetzt sind.

Balkendecke – Stabförmiges System

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

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

Eine Balkenlage überspannt die Decke, die aufliegende Schalung überspannt den Balkenzwischenraum: eine  einfache und wirtschaftliche Deckenkonstruktion.

Holztafel – Beplankte Systeme

Holztafeln sind komplett vorgefertigte Bauteile.

Holztafeln sind komplett vorgefertigte Bauteile.

Die Vorfertigung der Elemente im Werk umfasst in der Regel den Einbau von Dämmung, Fenster und Türen; je nach Bauvorhaben ist die Vorfertigung weiterer Schichten zu prüfen.

Brettstapelelemente – Massivholzsysteme

Beim Projekt „Anbau und Sanierung Waschhaus” in Steffisburg nach Plänen von Dällenbach Ewald Architekten kam eine Brettstapelwand zum Einsatz.

Beim Projekt „Anbau und Sanierung Waschhaus” in Steffisburg nach Plänen von Dällenbach Ewald Architekten kam eine Brettstapelwand zum Einsatz.

Die flächigen Bauteile bestehen aus massiven, hochkant nebeneinanderstehenden Holzquerschnitten, die nachgiebig über Nägel, Hartholzdübel oder Verklebung miteinander verbunden sind.

Brettsperrholz (BSP) - Massivholzsysteme

Brettsperrholz eignet sich sehr gut für Wandelemente. Um vertikale Lasten optimal abtragen zu können, müssen die Decklagen stehend angeordnet sein.

Brettsperrholz eignet sich sehr gut für Wandelemente. Um vertikale Lasten optimal abtragen zu können, müssen die Decklagen stehend angeordnet sein.

Brettsperrholzelemente eignen sich gut für hohlraumfreie, kompakte Wandaufbauten. In Kombination mit Brettsperrholzdecken sind die Verbindungsdetails einfach ausführbar.

Kastendecke (Hohlkastendecke) – Holz-Verbundsystem

Beispiel Kastenelement: Der statisch wirksame Verbund des Rahmens und der oberen und unteren Beplankungsebene wird als Kasten bezeichnet.

Beispiel Kastenelement: Der statisch wirksame Verbund des Rahmens und der oberen und unteren Beplankungsebene wird als Kasten bezeichnet.

Bei diesem vorgefertigten Element wird der statisch wirksame Verbund des Rahmens und der oberen und unteren Beplankungsebene als Kasten bezeichnet.

Holz-Beton-Verbunddecke (HBV-Decke) – Holz-Beton-Verbundsysteme

Untersicht einer Holz-Beton-Verbunddecke: Die hybriden Bauteile ermöglichen eine ideale Ausnutzung der Eigenschaften von Holz und Beton.

Untersicht einer Holz-Beton-Verbunddecke: Die hybriden Bauteile ermöglichen eine ideale Ausnutzung der Eigenschaften von Holz und Beton.

Die hybriden Bauteile bestehen aus Holzelementen, die mit einer darüber liegenden Stahlbetonplatte einen schubfesten Verbund herstellen.

Außenwandaufbau: Beispiele

Fassade in Holztafelbauweise beim temporären Holzbau B-Part am Gleisdreieck in Berlin (Scharabi Architekten, 2019)

Fassade in Holztafelbauweise beim temporären Holzbau B-Part am Gleisdreieck in Berlin (Scharabi Architekten, 2019)

Die Ständer der Tafelbauwände bieten eine leistungsfähige Unterkonstruktion für hinterlüftete oder kompakte Fassadenaufbauten.

Geneigte Dächer

Geneigte Dächer werden meist als hinterlüftete, diffusionsoffene Konstruktion ausgeführt, unabhängig vom Tragwerk des Daches.

Geneigte Dächer werden meist als hinterlüftete, diffusionsoffene Konstruktion ausgeführt, unabhängig vom Tragwerk des Daches.

Meist werden geneigte Dächer als hinterlüftete, diffusionsoffene Konstruktion ausgeführt. Die Neigung ermöglicht den thermischen Auftrieb der unter der Dachhaut erwärmten Luft.

Flachdächer

Der Werkstoff Holz wird bei flach und flach geneigten Dächern seit Jahrzehnten eingesetzt.

Der Werkstoff Holz wird bei flach und flach geneigten Dächern seit Jahrzehnten eingesetzt.

Die Planung und Ausführung eines Flachdachs in Holzbauweise setzt eine umfassende Kenntnis über das Materialverhalten, insbesondere des Feuchte- und Holzschutzes voraus.

Bodenplatte und Auskragungen

Bodenplatten und Kellerdecken von Holzbauten sind meist aus Stahlbeton und unterscheiden sich nicht von konventionellen Konstruktionen.

Bodenplatten und Kellerdecken von Holzbauten sind meist aus Stahlbeton und unterscheiden sich nicht von konventionellen Konstruktionen.

Die Bodenplatten von Holzbauten sind meist aus Stahlbeton. Bei Auskragungen eines Gebäudes wie beispielsweise Erkern ist auf die Anschlüsse besonders zu achten.

Treppen

Holz ist im Treppenbau eines der ältesten verwendeten Materialien (Bild: Holztreppe in einem Berliner Altbau).

Holz ist im Treppenbau eines der ältesten verwendeten Materialien (Bild: Holztreppe in einem Berliner Altbau).

Holz ist neben Naturstein das älteste verwendete Material im Treppenbau. Als Bauarten unterschieden werden aufgesattelte Treppen und Blocktreppen.

Bodenbeläge aus Holz

Bodenbeläge aus Holz verfügen über viele gute Eigenschaften: Sie sind langlebig, robust und beeinflussen das Raumklima positiv.

Bodenbeläge aus Holz verfügen über viele gute Eigenschaften: Sie sind langlebig, robust und beeinflussen das Raumklima positiv.

Sie sind sehr haltbar, lassen sich abschleifen und wieder aufarbeiten: Welche Arten gibt es und worin unterscheiden sie sich?

Neue Broschüre

Aktuelle Ingenieurholzbauten im Kontext von Projekt- und Stadtentwicklung werden im neuen Heft der Studiengemeinschaft Holzleimbau e.V. beleuchtet. Jetzt kostenfrei herunterladen!

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