DE29710435U1

DE29710435U1 - Tragwerkkonstruktion

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Publication number: DE29710435U1
Application number: DE29710435U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Induo Gesellschaft zur Verwertung von Schutzrechten mbH and Co KG
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2007-06-17

Description

Dr.-Ing. Reimar Köctjq; ·* QlfoLJ-hngrKfaus Bergen

Wilhelm-Tell-Str.1.4 <4O21 S Düsseldorf Tel. O21 1-93O22O Patentanwälte

16.Juni 1997
41 705 B

Frau Sigrun von Morze-Reichartz, An der Blankstraße 20

41352 Korschenbroicn

"Tragwerkkonstruktion"

Die Erfindung betrifft eine Tragwerkkonstruktion, insbesondere für Gebäude mit parallel zueinander verlaufenden Haupt- und zwischen diesen, senkrecht zu ihnen angeordneten Stützebenen.

Tragwerkkonstruktionen sind aus vielen Bereichen bekannt. Es seien hier nur beispielsweise Stahl- und Stahlbeton-Tragwerkkonstruktionen genannt, deren Einsatz von der Erstellung von Gebäuden bis hin zur Konstruktion von Brücken reicht.

Nachteilig wirkt sich an diesen Tragwerkkonstruktionen jedoch aus, daß sie sehr aufwendig sowohl in der Herstellung - so ist der Zusammenbau beispielsweise regelmäßig mit kostenintensiven Schweißarbeiten mit anschließendem Betonvergießen verbunden - als auch hinsichtlich der Anzahl der erforderlichen unterschiedlichen Einzelteile sind, die im übrigen angepaßt und aufwendig montiert werden müssen. Das Erstellen derartiger Tragwerk-

konstruktionen ist zudem nur von einem Fachmann auszuführen .

Ein darüber hinaus nicht zu unterschätzender Nachteil liegt darin, daß die Einzelteile bei den bekannten Tragwerken unlösbar miteinander verbunden werden müssen und so für mehrmaligen Gebrauch nicht infrage kommen, bzw. gegebenenfalls erforderliche Reparaturen, wenn überhaupt, dann nur unter enormem Aufwand möglich sind.

In der letzten Zeit zeichnet sich in der Bauindustrie ein Trend ab, insbesondere bei der Erstellung von Einfamilienhäusern, verstärkt den Baustoff Holz einzusetzen. In diesem Bereich haben sich verschiedenartige Tragsysteme durchgesetzt. Dabei kommen Vollhölzer, Brettschichthölzer und andere Holzwerkstoffe sowie Kreuzbalken zum Einsatz, die bei gleicher Größe ihres Querschnitts höhere Kräfte aufzunehmen und zu übertragen in der Lage sind.

Verbindungen, insbesondere im Bereich der Enden dieser Holzbauelemente sind vielfältig vorgeschlagen worden. Hierzu seien lediglich als Beispiele quer zur Balkenlängsachse im Bereich von Nut- und Federverbindungen eingetriebene Dübel mit Bolzen und zusätzlichen Schraubnägeln oder Nagelanschlüssen mit Decklaschen oder Zapfen mit quergetriebenen Hartholzdübeln oder eingelassener T-Stahl mit Stabdübeln oder Zapfen, insbesondere Scherzapfen und dergleichen mehr angegeben.

Allen diesen Verbindungen haftet der erhebliche Nachteil an, daß die damit aufgebauten Systeme aufwendig zusam-

menzusetzen sind und darüber hinaus ebenfalls eine Vielzahl von Einzelteilen erfordern, die im übrigen auch angepaßt und aufwendig und häufig vor Ort in montageunfreundlichen Positionen montiert werden müssen. Das hat zur Folge, daß diese Systeme in der Regel ebenfalls nur von fachkundigen Personen zu einem den kräftemäßigen Belastungen standhaltenden Gesamttragwerk zusammengesetzt werden können.

Neben dem Trend, verstärkt den Baustoff Holz in der Bauindustrie einzusetzen, kann in dieser Branche ein zweiter Trend verzeichnet werden, nämlich die Erstellung von Gebäuden, insbesondere von Einfamilienhäusern, durch Eigenleistungsanteile kostengünstiger zu gestalten und dadurch Wohnungseigentum für größere Teile der Gesellschaft erschwinglich zu machen. Das ist mit den bekannten Verbindungssystemen aufgrund ihrer maßgenau erforderlichen Fertigstellung in speziell ausgerüsteten Fertigungsstätten nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Tragwerkkonstruktion vorzuschlagen, die die vorerwähnten Nachteile nicht besitzt, sich vielmehr insbesondere dadurch auszeichnet, daß ihre Elemente ohne aufwendige Zusatzmaßnahmen in einfacher Weise vorzugsweise lösbar zu einem Tragwerk zusammengesetzt werden können.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Tragwerkkonstruktion mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Wenn hier von "Holz-Trägern" gesprochen wird, ist jede Art von Holz-Tragelementen gemeint, bevorzugt jedoch solche, die sich zu einem Verbund mit den in der deutschen Patentanmeldung 197 01 458.5 beschriebenen Ankern eignen. Diese Verbindungsanker, die in Holz-Tragelemente in der in der obigen Patentanmeldung beschriebenen Weise eingelassen werden, zeichnen sich dadurch aus, daß sie Anschlußmöglichkeiten - diese sind in vielfältigen Ausführungsformen denkbar, wobei sich ein stirnseitiges, genormtes Innengewinde als besonders vorteilhaft herausgestellt hat - bereitstellt, die zu einer 100%igen Kraftübertragung zwischen den Tragwerkelementen führt und eine einfache sowie zeit- und kostensparende Montage - auch in der Kombination mit anderen Materialien - ermöglicht. Weitere Vorteile sind der obengenannten Anmeldung zu entnehmen.

Wenn im folgenden von "Verbindungselement" gesprochen wird, ist ein räumlich orientiertes Bauteil, vorzugsweise aus Stahl, mit winkelversetzten Anschlußmöglichkeiten in drei Dimensionen für obengenannte Holz-Träger gemeint. Beim "Verbindungsknoten" handelt es sich um einen Zusammenschluß von mehreren Verbindungselementen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Verbindungselement aus zwei in der Hauptebene der Tragwerkkonstruktion, bei der es sich beispielsweise um Boden einzelner Geschosse eines Gebäudes handeln kann, liegende, parallel verlaufenden Platten, und zwar eine Grundplatte und eine davon beabstandete Kopfplatte. Zwischen diesen beiden Platten, vorzugsweise senkrecht zu diesen, sind sogenannte Stirnplatten angeordnet.. Sowohl

Grund-, Kopf- als auch Stirnplatten weisen jeweils verschiedene Anschlußmöglichkeiten für weitere Verbindungselemente und/oder Holz-Träger auf. Dabei kann es sich beispielsweise um Bohrungen handeln, die zur Aufnahme von Schraubverbindungen bildenden Mitteln ausgelegt sind.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dienen die Stirnplatten dazu, eine Verbindung zwischen Holz-Trägern und Verbindungselementen sowie zwischen Verbindungselementen untereinander zu ermöglichen. Auf diese Weise kann ein auch eine Hauptebene größerer Abmessungen bildendes Tragwerk erstellt werden. Die Grund- und Kopfplatte bieten die Möglichkeit, die die senkrecht zur Hauptebene verlaufende Stützebene bildenden Holz-Träger anzukoppeln. Diese Stützebenen können beispielsweise Wände innerhalb eines Gebäudes darstellen bzw. zu diesen durch in vielfältiger Weise mögliche Verkleidungen ausgebaut werden, während die Hauptebenen die Etagenbodenbasis darstellen.

Für die Verbindungen zwischen Holz-Trägern und Verbindungselementen eignet sich grundsätzlich jegliche Art lösbarer Verbindungen; bevorzugt sind jedoch Schraubverbindungen, da die dazu erforderlichen Elemente genormt in jedem Baumarkt erhältlich sind und sich dadurch Sonderanfertigungen erübrigen, was sich positiv auf die Kosten des gesamten Tragwerks auswirkt. Die erfindungsgemäße Tragwerkkonstruktion läßt sich somit auf einfache Weise, selbst von einem Laien, zusammensetzen und ermöglicht es jedem Bauherrn, sein Eigenheim in einem nicht unerheblichen Umfang selbst zu erstellen. Dazu

sind lediglich eine geringe Anzahl von Bauelementen erforderlich, nämlich die Verbindungselemente, die Holz-Träger sowie Mittel zum Herstellen einer Verbindung zwischen Holz-Trägern und Verbindungselementen, sofern diese nicht schon in den Holz-Träger integriert sind.

Anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, wird die Tragwerkkonstruktion nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 zwei Verbindungselemente mit Bohrungen als Anschlußmöglichkeiten;

Fig. 2 einen Zusammenschluß von vier Verbindungselementen mit daran angeschlossenen Holz-Trägern, die in drei unterschiedliche Richtungen weisen; und

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Gesamttragwerkkonstruktion mit einer ausgeprägt dargestellten, relativ großflächigen Hauptebene, z.B. Stockwerksboden.

Fig. 1 zeigt zwei Verbindungselemente 1, die sich jeweils aus einer sechseckigen Grundplatte 2 und einer dazu parallel angeordneten sechseckigen Kopfplatte 3 zusammensetzen. Senkrecht zu und mit jeder Grundplatte 2 sind jeweils fünf rechteckige Stirnplatten 4-1 bis 4-5 verbunden, mit deren freien oberen Stirnkanten die Kopfplatte 3 fest verbunden ist. Bevorzugt bestehen diese Platten aus Stahl und werden miteinander verschweißt.

Wie Fig. 1 des weiteren zu entnehmen ist, weisen Grund-2, Kopf- 3 und Stirnplatten 4-1 bis 4-5 jeweils Bohrungen 5 auf. Diese dienen dazu, ein Verbindungselement 1 entweder mit einem oder mehreren weiteren Verbindungselement (en) 1 zu einem Verbindungsknoten - dies wäre hier beispielsweise über die Stirnplatten 4-1 und 4-5 möglich - lösbar zu verbinden oder bieten die Möglichkeit, einen Anschluß zu weiteren Tragwerkelementen bereitzustellen.

In Fig. 2 ist ein Zusammenbau von Tragwerkelementen zu einer Trag- und Stützkonstruktion ausschnittweise dargestellt, bei dem vier Verbindungselemente 1 über ihre Stirnplatten 4-1 bzw. 4-5 derart verknüpft sind, daß jeweils Grundplatten 2 und Kopfplatten 3 in die gleiche Richtung weisen und die Stirnplatten 4-2, 4-3 und 4-4 Anschlußmöglichkeiten für Holz-Träger 6 bieten, die dann die Haupttragebene bilden und sich parallel zu Grund- 2 und Kopfplatte 3 erstrecken. Um beispielsweise den Boden einer Etage damit herzustellen, bedarf es dann nur noch geeigneter Verkleidung.

Die Stirnplatten 4-2, 4-3 und 4.-4 sind so angeordnet, daß die daran z.B. durch Schrauben lösbar befestigten Holz-Träger 6 jeweils einen Winkel von 45° miteinander einschließen. Die Stirnplatten 4-1 und 4-5 stehen jeweils senkrecht zu den Platten 4-2 und 4-4.

Im in der Fig. 2 dargestellten Fall, bei dem die Grundplatte 2 nach unten und die Kopfplatte 3 nach oben weist, sind in der Hauptebene vier Holz-Träger 6 jeweils

im rechten Winkel zueinander an den Stirnseiten der Verbindungselemente 1 befestigt. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Verbindung zwischen dem Verbindungsknoten 1 und den Holz-Trägern 6 über sogenannte, hier nicht dargestellte Verbundanker, wie sie in der deutschen Anmeldung 197 01 458.5 beschrieben werden, herzustellen. Diese Verbundanker ermöglichen einen äußerst einfachen endseitigen Anschluß der Holz-Träger 6 an die Verbindungselemente 1, ohne das fertige Tragwerk durch sichtbare Zusatzelemente optisch zu beeinträchtigen.

Auf den Kopfplatten 3 der Verbindungsknoten 1 sind Holz-Träger 7 montiert, die senkrecht zu den die Hauptebenen bildenden Holz-Trägern 6 ausgerichtet sind und die Stützebenen bilden. Die Verbindung zwischen den Holz-Trägern 7 und dem Verbindungsknoten sind hier in der gleichen Weise ausgeführt, wie die zuvor beschriebenen.

In Fig. 3 ist ein Ausschnitt einer Gesamttragwerkkonstruktion dargestellt, die in ihren nach außen weisenden Eckbereichen Verbindungselemente 1 mit Bohrungen 5 besitzt, die einen Anschluß beliebiger Tragwerkelemente und dadurch ein Fortsetzen der Konstruktion des Tragwerks in jeder denkbaren Weise und Richtung ermöglichen. Die Hauptebene der Tragwerkkonstruktion wird durch einen aus vier Verbindungselementen 1, deren Grundplatten 2 nach unten und deren Kopfplatten 3 nach oben weisen, zusammengesetzten, zentralen Verbindungsknoten und durch vier jeweils im rechten Winkel zueinander verlaufende, sternförmig auf den Verbindungsknoten zulaufende Holz-Träger 6 gebildet. Die Holz-Träger 6 sind an dem Verbin-

dungsknoten auf dieselbe Art befestigt, wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschrieben, nämlich über die Stirnplatten 4-3 der einzelnen Verbindungselemente 1. Am äußeren Ende der gleich langen Holz-Träger 6 ist wiederum jeweils ein Verbindungselement 1 über die Stirnplatten 4-3 befestigt. An diesen äußeren Verbindungselementen 1 sind weitere Holz-Träger 8 so über die Stirnflächen 4-2 bzw. 4-4 angeschlossen, daß die Träger 8 jeweils zwei außen liegende Verbindungselemente 1 miteinander verbinden, so daß sich hier als Hauptebene ein Quadrat ergibt.

An den Grundplatten 2 der äußeren Verbindungselemente 1 sind nach unten weisende Holz-Träger 9 befestigt, auf denen die Hauptebene abgestützt werden kann. Die Holz-Träger 9 bilden die senkrecht zur Hauptebene angeordneten Stützebenen.

Selbstverständlich können auch in den Stützebenen versteifende, diagonal verlaufende Träger bei geeignet ausgerichteten Verbindungselementen angebracht werden.

Auf den Holz-Trägern 6 der Hauptebene können z.B. Platten montiert werden; dazu bieten die Kopfplatten 3 der Verbindungselemente 1 nach oben weisende Anschlußmöglichkeiten. Das gleiche gilt für eventuelle Trennwände in den Stützebenen des Tragwerks.

Die Kopf- und Grundplatten stellen somit für jede Montagevariation hervorragende Anlageflächen dar, die die Montage erheblich erleichtern, die letztendlich nur -noch

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das Verschrauben erfordert, das ohne Fachkenntnisse durchgeführt werden kann.

Claims

- li - Schutzansprüche

1. Tragwerkkonstruktion, insbesondere für Gebäude mit parallel zueinander verlaufenden Haupt- und zwischen diesen, senkrecht zu ihnen angeordneten Stützebenen, bestehend aus

Holz-Trägern (6) und

räumlich orientierten Verbindungselementen (1), vorzugsweise aus Stahl,

die in drei Dimensionen Möglichkeiten zum winkelversetzten, lösbaren Anschließen für mindestens zwei Holz-Träger aufweisen.

2. Holz-Träger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch endseitige Befestigungsmöglichkeiten.

3. Holz-Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Kreuzbalken ist.

4. Holz-Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er die Haupt- und/oder die Stützebenen bilden kann.

5. Holz-Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in ihn mindestens ein Verbundanker eingelassen ist.

6. Holz-Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker ein Innen- oder Außengewinde aufweist.

7. Holz-Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker zumindest an einem Ende endseitig mit dem Trägerende fluchtet, über das Trägerende hinaussteht und/oder gegenüber diesem zurückversetzt ist.

8. Holz-Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker Anschlußmöglichkeiten in drei Dimensionen bezüglich der Holz-Trägerachse bietet.

9. Verbindungselement nach Anspruch 1, insbesondere für einen Träger nach einem der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens eine in der Hauptebene der Tragwerkkonstruktion oder parallel zu ihr liegende Grundplatte (2) und mindestens eine mit Abstand von der Grundplatte (2), parallel zu ihr angeordnete Kopfplatte (3).

10. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (2) die Kopfplatte (3) seitlich überragt.

11. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1, 9 oder 10, gekennzeichnet durch zwischen Grund- (2) und Kopfplatte (3), senkrecht zu diesen, winklig zueinander angeordnete Stirnplatten (4).

12. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Grund- (2) und Kopfplatte (3) sechseckig sind.

13. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatten

(4) viereckig sind.

14. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatten (4-1 bzw. 4-5) jeweils senkrecht zu den Stirnplatten (4-2 bzw. 4-4) angeordnet sind.

15. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatten (4-2, 4-3 und 4-4) im Winkel von 135° zueinander angeordnet sind.

16. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 9 bis 15, gekennzeichnet durch Anschlußmöglichkeiten für die Holz-Träger (6) in Grund- (2), Kopf- (3) und Stirnplatten (4).

17. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Grund- (2), Kopf-

(3) und Stirnplatten (4) miteinander verschweißt sind.

18. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 8 bis 17, gekennzeichnet durch Befestigungselemente aufnehmende Bohrungen (5) als Anschlußmöglichkeiten.

19. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatten

(4) mit den übereinander parallel verlaufenden Seitenkanten (S) von Grund- (2) und Kopfplatte (3) fluchten.

20. Verbindungsknoten nach einem der Ansprüche 1 oder 9 bis 19, gekennzeichnet durch mehrere, vorzugsweise stirnseitig miteinander verbundene Verbindungselemente (1) .

21. Tragwerkkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis

20, dadurch gekennzeichnet, daß Grund- (2) und Kopfplatte (3) Anschlußmöglichkeiten für in den Stützebenen verlaufende Holz-Träger (6) aufweisen.

22. Tragwerkkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis

21, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatten (4) Anschlußmöglichkeiten für in den Hauptebenen verlaufende Holz-Träger (6) aufweisen.