DE19805347A1 - Verfahren zur Verstärkung eines balkenförmigen Holzträgers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verstärkung eines balkenförmigen Holzträgers mit einer vorzugsweise nach unten weisenden Sichtfläche und zwei an die Sicht­ fläche vorzugsweise unter einem rechten Winkel anschlie­ ßenden Längsseitenflächen.

Bei Holzbauten werden Holzträger dieser Art als last­ aufnehmende oder lastübertragende Bauteile im Boden- und Deckenbereich eingesetzt. Vor allem bei histori­ schen Bauwerken sind die tragenden Balken als dekorati­ ve Bauelemente sichtbar und werden bei der Bauwerksa­ nierung oft dem Denkmalschutz unterstellt. Andererseits unterliegen die Balken aufgrund der ständigen Belastung und der Umwelteinflüsse einem festigkeitsmindernden Verschleiß oder Verfall, der aus statischen Gründen ei­ ne Verstärkung notwendig macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, womit ein balkenförmiger Holzträger ohne Beeinträchtigung des äußeren Erscheinungsbildes ver­ stärkt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem Gedanken aus, daß von den Längsseitenflächen aus im Abstand von der Sichtfläche im wesentlichen parallel zu dieser verlau­ fende, sich zumindest über einen Teil der Holzträger­ länge erstreckende Längsschlitze in den Holzträger eingebracht werden, und daß in die Längsschlitze faser­ verstärkte Flachbandlamellen eingesetzt und dort mit einem Klebstoff verankert werden. Die Längsschlitze werden dabei vorzugsweise in den Holzträger eingesägt oder eingefräst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Flachbandlamelle zunächst nur auf ihrer einen Breitseite mit dem Klebstoff beschichtet, sodann in den Längsschlitz eingeführt und gegen die eine, vor­ zugsweise obere Schlitzflanke angedrückt wird, daß an­ schließend der Klebstoff ausgehärtet wird und der noch freie Schlitzraum mit einer vorzugsweise aus einem In­ jektionsharz bestehenden Füllsubstanz ausgefüllt wird. Die Verstärkungsmaßnahmen werden von außen her unsicht­ bar, wenn die Längsschlitze durch eine vorzugsweise an die Schlitzweite angepaßte, mit der Längsseitenfläche außenseitig fluchtende Holzleiste verschlossen werden.

Die Holzleiste wird dabei zweckmäßig in den Längs­ schlitz eingeklebt.

Die Längsschlitzweite beträgt vorzugsweise 1-3 mm, wäh­ rend ihre Tiefe zweckmäßig einem Sechstel bis zu einem Drittel der Sichtflächenbreite entspricht. Weiter wer­ den die Längsschlitze vorteilhafterweise in das der Sichtfläche zugewandte Drittel der Längsseitenflächen eingebracht. Eine besonders gute Verstärkung wird er­ zielt, wenn der Abstand der Längsschlitze etwa 2-5 cm von der Sichtfläche aus gewählt wird. Bevorzugt werden die Längsschlitze im wesentlichen parallel zu einer in den Längsseitenflächen vorhandenen Holzmaserung in den Holzträger eingebracht.

Bei stark geschwächten Holzträgern ist es von Vorteil, wenn zusätzlich auch noch auf dessen Sichtfläche eine faserverstärkte Flachbandlamelle aufgeklebt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines mit zwei eingeschlos­ senen, faserverstärkten Flachbandlamellen ver­ stärkten Holzträgers;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Holzträger nach Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2.

In der Zeichnung ist ein balkenförmiger Holzträger 20 dargestellt, wie er beispielsweise in einem histori­ schen Bauwerk als Deckenbalken Verwendung findet. Der Holzträger weist eine untere Sichtfläche 10, zwei unter einem rechten Winkel an die Sichtfläche 10 anschließen­ de Längsseitenflächen 12, zwei Stirnflächen 14 sowie eine obere Begrenzungsfläche 16 auf. Der Holzträger ist so geschnitten, daß die durch seine Jahresringe gebil­ dete Maserung 18 in seinen Längsseitenflächen überwie­ gend parallel zur Sichtfläche 10 verläuft.

Zur Erhöhung der Biegefestigkeit werden von den Längs­ seitenflächen 12 aus im Abstand von der Sichtfläche 10 im wesentlichen parallel zu dieser und zur Maserung 18 verlaufende Längsschlitze 22 in den Holzträger 20 ein­ gesägt. In die Längsschlitze 22 werden faserverstärkte Flachbandlamellen 24 eingesetzt und an der oberen Schlitzflanke mit einer Klebstoffschicht 26 verankert. Der freie Schlitzraum unterhalb der Flachbandlamelle 24 wird mit einem Injektionsharz 28 ausgefüllt. Die Längs­ schlitze 22 werden sodann mit an die Schlitzweite ange­ paßten Holzleisten 30 verschlossen, die außenseitig mit der Längsseitenfläche 12 fluchten. Wie aus Fig. 1 zu er­ sehen ist, erstreckt sich der mit der Flachbandlamelle 24 bestückte Längsschlitz 22 nur über einen Teil der Holzträgerlänge. Es wurde darauf geachtet, daß die Ma­ serung 18 nicht durch den Längsschlitz 22 durchtrennt wird. An seinem anderen, in Fig. 1 rechten Ende reicht der Längsschlitz dagegen bis nahe zur benachbarten Stirnfläche 14. Die Schlitzweite bei dem gezeigten Aus­ führungsbeispiel beträgt ca. 2 mm, während die Schlitz­ tiefe sich über etwa ein Viertel der Sichtflächenbreite erstreckt. Die mit den Flachbandlamellen 24 bestückten Längsschlitze 22 befinden sich im unteren Viertel der Längsseitenflächen 12, und tragen dort wesentlich zur Verbesserung der Biegefestigkeit des Holzträgers bei.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zur Verstärkung Flachbandlamellen 24 verwendet wer­ den, die eine Verbundstruktur aus einer Vielzahl von parallel ausgerichteten Tragfasern 34 und einer die Tragfasern schubfest miteinander verbindenden Bindemit­ tel-Matrix 32 aufweist. Die Tragfasern 34 enthalten da­ bei vorteilhafterweise Kohlenstoffasern oder sind als solche ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch möglich, Flachbandlamellen zu verwenden, die Aramidfasern, Glas­ fasern oder Polypropylenfasern enthalten.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfin­ dung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verstärkung ei­ nes balkenförmigen Holzträgers 20, der eine nach unten weisende Sichtfläche 10 und zwei an die Sichtfläche im wesentlichen unter einem rechten Winkel anschließende Längsseitenflächen 12 aufweist. Um die Biegefestigkeit des Holzträgers ohne Beeinträchtigung des optischen Er­ scheinungsbildes zu verstärken, wird gemäß der Erfin­ dung vorgeschlagen, daß von den Längsseitenflächen 12 aus im Abstand von der Sichtfläche 10 im wesentlichen parallel zu dieser verlaufende, sich zumindest über ei­ nen Teil der Holzträgerlänge erstreckende Längsschlitze 22 eingebracht werden, und daß in die Längsschlitze fa­ serverstärkte Flachbandlamellen 24 eingesetzt und dort mit einem Klebstoff 26 verankert werden.

Claims (13)

1. Verfahren zur Verstärkung eines balkenförmigen Holzträgers (20), mit einer vorzugsweise nach unten­ weisenden Sichtfläche (10) und zwei an die Sicht­ fläche (10) im wesentlichen unter einem rechten Winkel anschließenden Längsseitenflächen (12), da­ durch gekennzeichnet, daß von den Längsseitenflä­ chen (12) aus im Abstand von der Sichtfläche (10) im wesentlichen parallel zu dieser verlaufende, sich zumindest über einen Teil der Holzträgerlänge erstreckende Längsschlitze (22) in den Holzträger (20) eingebracht werden, und daß in die Längs­ schlitze (22) faserverstärkte Flachbandlamellen (24) eingesetzt und dort mit einem Klebstoff (26) verankert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschlitze (22) in den Holzträger (20) eingesägt oder eingefräst werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flachbandlamelle (24) auf ihrer einen Breitseite mit dem Klebstoff (26) beschich­ tet, sodann in den Längsschlitz (22) eingeführt und gegen die eine, vorzugsweise obere Schlitzflanke gedrückt wird, daß sodann der Klebstoff (26) ausge­ härtet wird und daß der noch freie Schlitzraum mit einer vorzugsweise aus einem Injektionsharz beste­ henden Füllsubstanz (28) ausgefüllt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschlitze (22) durch eine vorzugsweise an die Schlitzweite angepaßte, mit der Längsseitenfläche (12) außenseitig fluch­ tende Holzleiste (28) verschlossen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzleiste (28) in den betreffenden Längs­ schlitz (22) eingeklebt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schlitzweite 1 bis 3 mm beträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschlitze (22) in das der Sichtfläche (10) zugewandte Drittel der Längs­ seitenflächen (12) eingebracht werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschlitze (22) mit ei­ ner einem Sechstel bis zu einem Drittel der Sicht­ flächenbreite entsprechenden Tiefe in den Holzträ­ ger (20) eingebracht werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschlitze (22) im we­ sentlichen parallel zu einer in der betreffenden Längsseitenfläche (12) vorhandene Holzmaserung (18) in den Holzträger (20) eingebracht werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Sichtfläche (10) des Holzträgers (20) eine weitere, faserverstärkte Flachbandlamelle aufgeklebt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flachbandlamelle (24) ver­ wendet wird, die eine Verbundstruktur aus einer Viel­ zahl von parallel ausgerichteten Tragfasern (34) und einer die Tragfasern schubfest miteinander verbinden­ den Bindemittelmatrix (32) aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flachbandlamelle (24) verwendet wird, de­ ren Tragfasern (34) Kohlenstoffasern enthalten oder als solche ausgebildet sind.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Flachbandlamelle (24) verwendet wird, deren Tragfasern (34) Aramidfasern, Glasfa­ sern oder Polypropylenfasern enthalten oder als solche ausgebildet sind.