Verbindungen vorgefertigter Decken- und Wandsysteme

Stöße und Anschlüsse flächiger Tragelemente

Insbesondere für den mehrgeschossigen Holzbau haben sich vorgefertigte Decken- und Wandsysteme durchgesetzt, mit deren Errichtung spezifische Füge- und Verbindungstechniken einhergehen. Durch die Vorfertigung lässt sich ein Teil des Bauprozesses, der ansonsten unter freiem Himmel der Witterung ausgesetzt ist, in die Produktionshalle verlagern. Dort ist eine hohe Präzision unter relativ konstanten klimatischen Bedingungen möglich. Die Errichtung des Gebäudes vor Ort lässt sich damit enorm verkürzen.

Gallerie

Auf dem Markt sind verschiedene flächige, raumbildende Systeme: Wand- und Deckenelemente aus Brettschichtholz oder Brettsperrholz, Hohlkastenelemente mit Stegen sowie einer oberen und unteren Tragschicht, großflächige Elemente in Holzrahmenbauweise oder Holzbalkendecken mit Querträgern und Tragschicht.

Die Fügung der Bauelemente kann über hölzerne Dübel geschehen (Abb. 1,2), auch eine Verbindung durch Nut und Feder oder eine Überfälzung (Abb. 5) sind üblich. Auf der Baustelle werden die Bauteile zusätzlich verschraubt bzw. mit Dübeln oder anderen Formteilen aus Stahl gegen Schub gesichert. Eine weitere Möglichkeit ist die Verschraubung, Verklammerung oder Vernagelung eines aufgelegten Bretts bzw. Streifens aus Holzwerkstoffen (Abb. 6).

Brettstapelelemente setzen sich aus einzelnen Lamellen (Bretter, Bohlen oder Kanthölzer aus Nadelholz) zusammen, die vernagelt, verdübelt oder verleimt sind. Die Stöße der Brettstapelelemente sind in der Regel mit Nut und Feder ausgestattet bzw. überfälzt, oder aber sie werden mit Stabdübeln aus Buchenholz verbunden. Dabei ist die Holzfeuchte der Buchendübel beim Eintreiben geringer als die der Nadelholzbretter, sodass die Dübel Feuchte aufnehmen und quellen. Dadurch klemmen sie fest und erzeugen eine steife Verbindung.

Brettsperrholz entsteht durch Stapelung einzelner getrockneter, gehobelter und mit Klebstoff versehenen Bretter (größtenteils Nadelholz) im Pressbett, die unter hohem Druck und optional unter Einwirkung von Wärme miteinander verklebt werden. Brettsperrholzelemente werden häufig durch Schrauben (selbstbohrende Vollgewindeschrauben) oder mittels Winkelverbinder miteinander verbunden. Zum Einsatz kommen auch Stabdübel, Bolzen und Passbolzen sowie in seltenen Fällen Dübel besonderer Bauart oder eingeklebte Stahlteile.

Neu auf dem Markt ist eine x-fix genannte Holz-Holz-Verbindung aus Buchen- oder Birkenfurniersperrholz. Es handelt sich um eine selbstspannende Verbindung für Wand- und Deckenelemente aus Brettsperrholz. Sie besteht aus zwei Teilen, deren Querschnitt zusammengesetzt etwa X-förmig bzw. doppelt schwalbenschwanzförmig ist. Durch Einschlagen der Kopplungsknoten (X-fix C) bzw. Kopplungsleisten (X-fix L) wird Form- und Kraftschluss erzielt (Abb. 8,9).

Fachwissen zum Thema

Verbindungen fügen die Einzelteile des Bauwerks zu einer statisch wirksamen Konstruktion zusammen (im Bild: Himmelstreppe „Belvedere”, Zollikon, 2013; Architekturexperiment der ETH Zürich und der Vereinigung Zolliker Kunstfreunde).

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Verbindungen

Allgemeines zu Verbindungen im Holzbau

Verbindungen fügen die Einzelteile des Bauwerks zu einer statisch wirksamen Konstruktion zusammen, es gibt sie aber auch innerhalb eines Bauteils.

Holz-Beton-Verbund-System bei einem Dachgeschossausbau in Singen: Die vorhandenen Nadelholzbalken mit Spannweiten bis zu fünf Metern boten keine ausreichende Tragreserve, und die hohe Eigenschwingung der Decke musste beruhigt werden. Der Architekt löste die Probleme mithilfe des pumpfähigen Betons von Cemex Deutschland und dem Holz-Beton-Verbundsystem Elascon V-HB-S.

Holz-Beton-Verbund-System bei einem Dachgeschossausbau in Singen: Die vorhandenen Nadelholzbalken mit Spannweiten bis zu fünf Metern boten keine ausreichende Tragreserve, und die hohe Eigenschwingung der Decke musste beruhigt werden. Der Architekt löste die Probleme mithilfe des pumpfähigen Betons von Cemex Deutschland und dem Holz-Beton-Verbundsystem Elascon V-HB-S.

Holzbausysteme

Holz-Beton-Verbunddecken

Wenn Beton und Holzdecke schubsteif miteinander verbunden sind, entsteht eine statisch wirksame Höhe der gesamten Konstruktion. Die Materialeigenschaften beider Teile werden optimal genutzt.

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.

Mithilfe von Fachwerkträgern (hier: Nagelplattenbinder), die vorgefertigt zur Baustelle geliefert werden, lassen sich große Spannweiten überbrücken.

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Verbindungen

Mechanische Verbindungen

Ob Nagel oder Bolzen, Stahlplatte oder Ringdübel: Welche Verbindungen von Holzbauteilen gibt es, welche Eigenschaften haben sie und was ist bei der Verwendung zu beachten?

Brettschichtholz ermöglicht große Spannweiten: vorgefertigte Brettschichtholzträger in einer Reithalle.

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Verbindungen

Verbindungen durch Kleben

Durch Verklebung entstehen äußerst tragfähige, formstabile Bauteile - etwa Brettschichtholzträger für große Spannweiten oder Brettsperrholzplatten für die Vorfertigung von Decken- und Wandelementen.

Die Grundrissstruktur ist im Holzbau stark geprägt durch die Deckenkonstruktion (im Bild: Wohnblock Wylerpark in Bern; Architekt: Rolf Mühlethaler)

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Holzbausysteme

Vorgefertigte Deckensysteme

Brettstapeldecke, Kastendecke, Brettsperrholzdecke: Was sind die Besonderheiten, welche Einsatzbereiche bieten sich an, wie aufwändig sind Herstellung und Einbau?

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Allgemeines zu Verbindungen im Holzbau

Verbindungen fügen die Einzelteile des Bauwerks zu einer statisch wirksamen Konstruktion zusammen (im Bild: Himmelstreppe „Belvedere”, Zollikon, 2013; Architekturexperiment der ETH Zürich und der Vereinigung Zolliker Kunstfreunde).

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Winkelverbinder können für nahezu jede Holzverbindung im rechten Winkel eingesetzt werden.

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Mithilfe von Fachwerkträgern (hier: Nagelplattenbinder), die vorgefertigt zur Baustelle geliefert werden, lassen sich große Spannweiten überbrücken.

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Verbindungen durch Kleben

Brettschichtholz ermöglicht große Spannweiten: vorgefertigte Brettschichtholzträger in einer Reithalle.

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Grundmodul des Wandsystems Steko

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Zimmermannsmäßige Verbindungen

Mit einem Versatz lassen sich schräge Druckanschlüsse ausführen.

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Was im Handwerk eine lange Tradition hat, lässt sich heute auch maschinell herstellen: über Versatz und Verblattung, Zapfen und Schwalbenschwanz.

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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