DE3820784A1 - Stirnseitiger anschluss von holzbalken an andere bauteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen stirnseitigen Anschluß von Holzbalken an andere Bauteile - Träger, Wände, Stützen - mit einer ersten Metallplatte (Trägerplatte), die in einem senkrechten Längsschlitz im Balkenende fest zu verankern ist, wobei ein Vorsprung der Trägerplatte über die Balken­ stirnfläche vorkragt, der eine untere, im wesentlichen waagerechte Auflagerfläche besitzt und mit einer zweiten Metallplatte (Ankerplatte) die mit dem anderen Bauteil fest zu verbinden ist und eine Paßfläche für die Auflager­ fläche der Trägerplatte besitzt.

Der stirnseitige Anschluß von Holzbalken an andere Bau­ teile verursacht auch in der modernen Bautechnik Probleme, weil es häufig nicht gelingt, alle Anforderungen an einen solchen Anschluß gleichzeitig zu erfüllen. Die herkömm­ liche Anschlußtechnik mit einem Zapfen am Balkenende, der in eine Aussparung des gegenüberliegenden Bauteils eingelassen wird, verursacht einen hohen Arbeitsaufwand und schwächt den Balken und/oder das gegenüberliegende Bauteil gerade an der kritischen Anschlußstelle. Das führt zu unnötig großen Balkenquerschnitten und hohem Material­ verbrauch. Man verwendet für den Anschluß deshalb seit langem Metallbeschläge, hat jedoch auch hier keine all­ seits zufriedenstellende Lösung entwickeln können.

Balkenschuhe umfassen das Balkenende von außen und haben meist offenliegende seitliche Laschen, mit denen sie am anderen Bauteil befestigt werden. Die offenliegenden Metallteile bieten einen unschönen Anblick und einen un­ genügenden Brandschutz. T-förmige Anschlußteile verur­ sachen bei der Montage einen hohen Arbeitsaufwand, da der Balken erst beim Einbau in die endgültige Position mit dem Anschlußteil verbunden werden kann. Z-Profile (Balken-Z-Profile BOZETT von Bulldog gem. D-PS 31 30 445) sind schwierig einzubauen und begrenzt belastbar, wobei sich die Fuge an der Balkenstirnfläche unter Last nicht schließen läßt. Es fehlt die vertikale Führung des Balkens z.B. gegen Verdrehungen des Holzes.

Hakenplatten (JANEBO-Hakenplatten von Bulldog gem. D-PS 28 38 053) sind in montiertem Zustand zwar allseits von Holz eingeschlossen, so daß der Balkenanschluß gut aussieht und eine hohe Feuerwiderstandsdauer besitzt. Da sie sich auch vormontieren lassen, braucht der Balken auf der Baustelle nur noch in seine endgültige Position eingesetzt zu werden. Jedoch sind diese Hakenplatten in erster Linie für den Anschluß von Holzbalken an Stützen bestimmt. Weil die zugehörigen Widerlagerplatten in einem senkrechten Schlitz des anderen Bauteils verankert werden müssen, sind sie für den rechtwinkligen Anschluß eines Nebenträgers an einen Hauptträger oder an eine Wand nicht geeignet. Hierfür gibt es zwar besondere, T-förmige Wider­ lagerelemente, bei denen die Widerlagerplatte rechtwinklig auf eine flache Metallplatte aufgeschweißt ist, die ihrer­ seits mit Hilfe von Schrauben, Nägeln oder ähnlichen Be­ festigungsmitteln auf der Fläche des anderen Bauteils befestigt wird. Abgesehen von den relativ hohen Her­ stellungskosten dieser Widerlagerelemente wird die Auf­ lagerkraft in einigem Abstand von dem anderen Bauteil in dieses Widerlagerelement exentrisch eingeleitet und dadurch ein Moment erzeugt, welches seine oberen Be­ festigungselemente ungünstig auf Zug und den Hauptträger auf Torsion belastet. Beim Einbau des Nebenträgers senk­ recht von oben sind an der Unterseite des Nebenträgers Einführungsschlitze erforderlich, die gegebenenfalls nach­ träglich aufwendig ausgefüttert werden müssen.

Hierauf aufbauend hat die Erfindung die Aufgabe, einen stirnseitigen querkraftbelastbaren Anschluß für Balken an andere Bauteile zur Verfügung zu stellen, der auch zum seitlichen Anschluß der Balken an Holzträger und Wände gut geeignet ist, die Auflagerkraft in das andere Bauteil günstig einleitet, sich einfach und kostengünstig her­ stellen läßt und dabei außerdem soweit vormontiert werden kann, daß der Balken auf einfache Weise in die endgültige Position eingesetzt werden kann und schließlich vollkommen verdeckt eingebaut werden kann, so daß die Holzverbindung feuerhemmend ist und ein ansprechendes Aussehen besitzt. Außerdem sollte der Anschluß in der Grundrißprojektion unter beliebigem Winkel und auch der Anschluß geneigter Holzbalken möglich sein.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ankerplatte auf dem gegenüberliegenden Bauteil parallel zur Stirn­ fläche des Holzbalkens zu befestigen ist und in die Anker­ platte ein nach oben offener Schlitz mit der Breite der Trägerplatte eingelassen ist zur Aufnahme des Vorsprungs der Trägerplatte und die Paßfläche für die Auflagerfläche der Trägerplatte sich am unteren Ende des Schlitzes be­ findet.

Die Ankerplatte kann im gegenüberliegenden Bauteil in eine flache Aussparung eingesetzt werden, die den gegen­ überliegenden Bauteil nicht wesentlich schwächt. Sofern sie in einer paßgenauen Ausstemmung in der Druckzone des Hauptträgers angeordnet ist, braucht die Schwächung nicht berücksichtigt zu werden. Sie wird dort mit Hilfe von Schrauben, Nägeln oder ähnlichen Mitteln befestigt. Die Trägerplatte wird in einen senkrechten Schlitz im Träger­ ende eingesetzt und dort in bekannter Weise mit Hilfe von Bolzen, Stabdübeln oder ähnlichen Elementen befestigt. Das kann schon in der Werkstatt geschehen. Auf der Bau­ stelle wird der Balken einfach von oben mit den vorkragen­ den Enden der Trägerplatten in die Schlitze der Anker­ platten eingesetzt. Die Auflagerkraft wird von der unteren Auflagerfläche am Vorsprung der Trägerplatte direkt in die zugehörige Paßfläche der Ankerplatte eingeleitet, die sich am unteren Ende des Schlitzes befindet. Um die Auflagerkräfte zu übertragen, müssen die Trägerplatte und die Ankerplatte so dimensioniert werden, daß die Flächenpressungen der aufeinanderliegenden Auflagerflächen die zulässigen Grenzwerte nicht überschreiten. Rechnungen ergeben, daß die in der Baupraxis auftretenden Auflager­ kräfte von 5-15 kN über Ankerplatten und Trägerplatten von ca. 6-10 mm Dicke abgetragen werden können. Die Krafteinleitung ist praktisch nicht exzentrisch, so daß kein Moment entsteht und auf die oberen Befestigungs­ elemente der Ankerplatte praktisch keine Zugkräfte ein­ wirken. Wenn die Ankerplatte in eine Aussparung des gegen­ überliegenden Bauteils eingesetzt wird, wird der Holz­ balken fugenlos an das andere Bauteil angeschlossen. Dabei sind die metallenen Anschlußelemente vollkommen verdeckt und in Holz eingebettet, was ein gutes Aussehen der Ver­ bindung und eine gute Feuerwiderstandsdauer gewährleistet. Der Vorsprung der Ankerplatte ist durch die Seitenwände des Schlitzes gut gestützt und geführt und gegen Ver­ drehungen des Balkens bzw. des Holzes gesichert.

Die Verbindung ist vor allem für den Anschluß von Neben­ trägern an Hauptträger bestimmt und geeignet, etwa für Flachdachbalken und für Deckenbalken zwischen Holzskelett­ trägern. Für die normalen Belastungsfälle solcher Träger genügt die senkrechte Kraftübertragung von der Auflager­ fläche der Trägerplatte auf die zugehörige Paßfläche der Ankerplatte. Im Balken entstehen unter der normalen Be­ lastung keine relevanten Zugkräfte, die abgetragen und nachgewiesen werden müssen. Die Sicherung gegen zufällige Zugkräfte, die durch das unvermeidliche Arbeiten des Holzes und andere unberechenbare Einflüsse entstehen können, kann durch aufgenagelte weitere Bauteile wie Span­ platten, Brettschalungen oder Blechlaschen geschehen.

Soll der Balken unter einem in der Grundrißprojektion vom rechten Winkel abweichenden Winkel an das andere Bau­ teil angeschlossen werden, dann werden bei der Ankerplatte die Seitenwände des Schlitzes vorzugsweise parallel um diesen Winkel gegen die Senkrechte zur Ebene der Anker­ platte angestellt, damit der Vorsprung der Trägerplatte unter diesen Winkel in den Schlitz der Ankerplatte spiel­ frei und gut sitzend eingesetzt werden kann. Stattdessen kann man die Seitenwände des Schlitzes so ausbilden, daß sie sich zum anderen Bauteil hin V-förmig oder nach beiden Seiten X-förmig öffnen. Diese Platten sind vielseitig verwendbar, weil der Balken sowohl rechtwinklig als auch unter einem von dem rechten Winkel abweichenden Winkel an das andere Bauteil angeschlossen werden kann. Jedoch ist es bei diesen Ankerplatten zweckmäßig, für die ver­ schiedenen Anschlußwinkel Trägerplatten unterschiedlicher Stärke zu verwenden, die unter dem gewünschten Anschluß­ winkel spielfrei und gut geführt an den Kanten des Schlitzes anliegen.

In weiterer Fortbildung der Erfindung kann eine Sicherung gegen geringere Zugkräfte aus baupraktischen Imponde­ rabilien vorgesehen werden. Zu diesem Zweck kann die Auf­ lagerfläche der Trägerplatte durch einen Einschnitt stufenförmig ausgebildet und die zugehörige Paßfläche der Ankerplatte entsprechend hinterschnitten werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, auf die balkenseitige Fläche der Ankerplatte vor das untere Ende des Schlitzes eine dünne Blechlasche aufzuschweißen und die Trägerplatte hinter der Auflagerfläche mit einem Einschnitt für die Blechlasche zu versehen. Die untere Vorderseite des Ein­ schnittes kann leicht angeschrägt werden, um das Einsetzen des Holzbalken mit der Trägerplatte in die Ankerplatte zu erleichtern. Für stärkere Zugbelastungen, die etwa beim oberen Anschluß geneigter Balken - Dachsparren - auf­ treten, wird der Vorsprung der Trägerplatte jenseits der Auflagerfläche mit einer nach unten vorspringenden Nase versehen, die die Ankerplatte hintergreift.

Wenn die Auflagerfläche des Vorsprunges der Trägerplatte und die zugehörige Paßfläche der Ankerplatte gerundet werden, gibt es in den Ecken zwischen der Paßfläche und den Seitenwänden des Schlitzes keine Kerbspannungen und der Nachweis der Tragfähigkeit der Verbindung ist über Lochleibungsspannungen statt über normale Druckspannungen möglich. In dieser Form kann die Plattenstärke bei gleicher Tragfähigkeit fast auf die Hälfte reduziert werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen im einzelnen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den stirnseitigen Balkenanschluß dieser Erfindung von der Seite,

Fig. 2 den stirnseitigen Balkenanschluß dieser Erfindung von oben,

Fig. 3a bis c die Ankerplatte von vorn und von oben und die Trägerplatte von der Seite,

Fig. 4a bis d den Anschluß eines Holzbalken unter einem in der Grundrißprojektion vom rechten Winkel abweichenden Winkel an das andere Bauteil und dafür geeignete Ankerplatten,

Fig. 5a und b einen zugfesten Anschluß des Holz­ balkens mit stufenförmiger Auflagerfläche der Trägerplatte,

Fig. 6a bis c einen zugfesten Anschluß mit einer auf die Ankerplatte aufgeschweißten Blechlasche,

Fig. 7a und b einen zugfesten Anschluß für stärkere Zugbelastungen,

Fig. 8a bis e Ausführungsformen des Anschlusses mit gerundeter Auflagerfläche der Trägerplatte und gerundeter Paßfläche der Ankerplatte.

Fig. 1 zeigt die Grundform des stirnseitigen Balkenan­ schlusses von der Seite und Fig. 2 denselben Anschluß von oben. In das Ende des Holzbalkens 1 ist ein senk­ rechter Längsschlitz 4 eingelassen. In diesen Schlitz ist die Trägerplatte 3 eingesetzt und mit durchge­ schlagenen Stabdübeln 5 befestigt. Die Trägerplatte kragt mit einem Vorsprung 6 über die Stirnfläche 7 des Holz­ balkens vor. An der Unterseite des Vorsprunges 6 befindet sich die Auflagerfläche 12, die in der Grundform eben ausgebildet ist (Fig. 3).

Die Ankerplatte 8 ist mit einem nach oben offenen Längs­ schlitz 11 versehen, an dessen unterem Ende sich die Paß­ fläche 13 für die Auflagerfläche 12 befindet, die in der Grundform ebenso wie die Auflagerfläche 12 eine ebene Fläche ist. Die Seitenwände 14 des Schlitzes 11 sind in der Grundform senkrecht zur Hauptfläche der Ankerplatte 8 ausgerichtet. Die Breite des Schlitzes 11 entspricht der Breite der Trägerplatte 3, damit eine seitliche Stabilisierung der Trägerplatte im eingebauten Zustand stattfindet. Die Ankerplatte 8 ist in eine Aussparung 10 im anderen Bauteil 2 eingesetzt und mit Schrauben 9 be­ festigt. Im zusammengesetzten Zustand ist der Vorsprung 6 der Trägerplatte 3 von oben in den Schlitz 11 der Anker­ platte 8 eingesetzt und liegt mit seiner Auflagerfläche 12 auf der zugehörigen Paßfläche 13 der Ankerplatte auf. Seitlich wird der Vorsprung 6 von den Seitenwänden 14 des Schlitzes 11 der Ankerplatte 8 geführt und gehalten. Gegen unberechenbare zufällige Zugkräfte, die in der Bau­ praxis unvermeidbar sind, kann die Verbindung durch Span­ platten, Brettschalungen oder dergleichen hinreichend gesichert werden, die bei dem vorgesehenen Verwendungs­ zweck des Anschlusses - Zwischendecken, Flachdächer und ähnliches - ohnehin auf die Balken und das andere Bauteil aufgenagelt werden müssen.

Für Balken 15, die unter einem vom rechten Winkel ab­ weichenden Winkel an das andere Bauteil 16 angeschlossen werden sollen (Fig. 4a), wird der Schlitz 19 vorzugsweise so in die Ankerplatte eingeschnitten, daß seine Seiten­ wände 18 parallel unter demselben Winkel gegen die Senk­ rechte zur Ebene der Ankerplatte 17 angestellt sind (Fig. 4b). Bei dieser Ausführungsform wird der Vorsprung 6 der Trägerplatte 3 im Schlitz 19 zwischen den Seitenwänden 18 gut gehalten und geführt. In der Baupraxis kommt vor allem ein Anschluß unter einem Winkel von 45° in Betracht. Zu demselben Zweck können die Seitenwände 20 des Schlitzes 21 auch V-förmig zum anderen Bauteil geöffnet sein (Fig. 4c) oder als X-förmige Seitenwände 22 ausge­ bildet werden (Fig. 4d). Bei diesen beiden Formen von Ankerplatten ist der Anschlußwinkel des Holzbalkens in bestimmten Grenzen frei wählbar. Jedoch muß die Stärke der Trägerplatte dem Anschlußwinkel entsprechend so ge­ wählt werden, daß sie zwischen den Kanten des Schlitzes Platz findet und möglichst daran anliegt, damit sie eine hinreichende seitliche Führung und einen ausreichenden Halt bekommt.

Zu Sicherung gegen Auszugskräfte kann die Auflagerfläche 23 der Trägerplatte 24 durch einen Einschnitt 25 stufen­ förmig ausgebildet sein und die zugehörige Paßfläche der Ankerplatte 26 entsprechend hinterschnitten sein. Der Einschnitt und die Hinterschneidung können so ausgebildet werden, daß die Auflagerkräfte entweder im Bereich des Einschnitts oder im Bereich der hinter dem Einschnitt vorspringenden Nase oder in beiden Bereichen übertragen werden. Die hinter dem Einschnitt vorspringende Nase und die zugehörige Hinterschneidung der Ankerplatte können rechtwinklig ausgeführt werden (Fig. 5b, Bezugs­ ziffer 27).

Zur Sicherung gegen Zugkräfte kann stattdessen auf die balkenseitige Fläche 29 der Ankerplatte 30 vor das untere Ende des Schlitzes eine dünne Blechlasche 31 aufgeschweißt werden die praktisch nicht dicker ist, als die Nagelköpfe der Befestigungsmittel der Ankerplatte 30 (Fig. 6a). Für diese Ausführungsform wird die Trägerplatte 34 un­ mittelbar hinter ihrer Auflagerfläche 32 mit einem Ein­ schnitt 33 versehen, der beim Zusammensetzen des Balken­ anschlußes über die Blechlasche 31 geführt wird. Um das Einführen zu erleichtern, kann die untere Vorderseite 35 des Einschnitts leicht abgeschrägt werden (Fig. 6b).

Beispielsweise beim geneigten Anschluß von Holzbalken an andere Bauteile - z.B. von Dachsparren 36 -, werden auf die Holzverbindung stärkere Zugkräfte ausgeübt, die statisch nachgewiesen werden müssen. Für diesen Zweck werden die Trägerplatten 37 mit einem längeren Vorsprung 38 versehen. Dieser Vorsprung besitzt an seinem unteren Ende jenseits der Auflagerfläche eine nach unten vor­ springende Nase 39, die die Ankerplatte 40 hintergreifen und auch stärkere planmäßige Zugkräfte abtragen kann (Fig. 7).

Alle Formen der Zugsicherung nach Fig. 5 bis 7 können selbstverständlich mit den Schräganschlüssen der Fig. 4a bis d kombiniert werden.

Fig. 8a und b zeigen den Anschluß der Fig. 3 mit ge­ rundeter Auflagerfläche 41 der Trägerplatte 42 und ge­ rundeter Paßfläche 43 der Ankerplatte 44.

In Fig. 8c erkennt man eine Ankerplatte der Fig. 5b, deren stufenförmige Paßfläche 45 auf beiden Stufen ge­ rundet ist. Fig. 8d und e zeigen den Anschluß nach Fig. 6a bis c mit gerundeter Auflagerfläche 46 der Trägerplatte 47 und gerundeter Paßfläche 48 der Anker­ platte 49. Gerundete Auflagerflächen und Paßflächen können natürlich auch beim Schräganschluß nach Fig. 4a, b und beim zuggesicherten Anschluß nach Fig. 7a, b ver­ wendet werden.

Bezugsziffernliste

 1 Holzbalken
 2 anderes Bauteil - Hauptträger -
 3 Trägerplatte
 4 senkrechter Schlitz im Balken
 5 Stabdübel
 6 Vorsprung der Trägerplatte 3
 7 Stirnfläche des Holzbalken 1
 8 Ankerplatte
 9 Schrauben
10 Aussparung im anderen Bauteil 2
11 Schlitz in der Ankerplatte
12 Auflagefläche der Trägerplatte
13 Paßfläche der Ankerplatte
14 Seitenwände des Schlitzes 11
15 schräg angeschlossener Balken
16 anderes Bauteil
17 Ankerplatte für schräg anzuschließende Balken
18 Seitenwände des schrägen Schlitzes
19 schräger Schlitz
20 Seitenwände, V-förmig
21 Schlitz mit V-förmigen Seitenwänden
22 X-förmige Seitenwände
23 gestufte Auflagefläche
24 Trägerplatte mit gestufter Auflagefläche
25 Einschnitt in Trägerplatte 24
26 Ankerplatte mit gestufter Paßfläche
27 rechteckige Hinterschneidung der Ankerplatte
29 balkenseitige Fläche der Ankerplatte 30
30 Ankerplatte
31 Blechlasche
32 Auflagerfläche der Trägerplatte 34
33 Einschnitt der Trägerplatte 34
34 Trägerplatte
35 abgeschrägte Vorderseite des Einschnitts 33
36 Dachsparren
37 Trägerplatte für zugfesten Balkenanschluß
38 verlängerter Vorsprung der Trägerplatte 37
39 nach unten vorspringende Nase der Trägerplatte 37
40 Ankerplatte für zugfesten Anschluß
41 gerundete Auflagerfläche
42 Trägerplatte
43 gerundete Paßfläche
44 Ankerplatte
45 gerundete stufenförmige Paßfläche
46 Auflagerfläche gerundet
47 Trägerplatte
48 gerundete Paßfläche
49 Ankerplatte

Claims (10)

1. Stirnseitiger Anschluß von Holzbalken 1 an andere Bau­ teile 2 (Träger Stützen Wände) mit folgenden Merk­ malen

• a) einer ersten Metallplatte 3 (Trägerplatte), die im einem senkrechten Längsschlitz 4 im Balkenende fest zu verankern ist,
• b) ein Vorsprung 6 der Trägerplatte 3 kragt über die Balkenstirnfläche 7 vor
• c) der Vorsprung 6 besitzt eine untere, im wesentlichen waagerechte Auflagerfläche 12,
• d) mit einer zweiten Metallplatte 8 (Ankerplatte), die mit dem anderen Bauteil 2 fest zu verbinden ist,
• e) die Ankerplatte 8 besitzt eine Paßfläche 13 für die Auflagerfläche 12 der Trägerplatte 3,

dadurch gekennzeichnet,

• f) die Ankerplatte 8 ist auf dem gegenüberliegenden Bauteil 2 parallel zur Stirnfläche 7 des Holzbalken 1 zu befestigen,
• g) in die Ankerplatte 8 ist ein nach oben offener Schlitz 11 mit der Breite der Trägerplatte einge­ lassen zur Aufnahme des Vorsprungs 6 der Träger­ platte 3, an dessen unterem Ende sich die Paß­ fläche 13 für die Auflagerfläche 12 der Träger­ platte 3 befindet.

2. Anschluß nach Anspruch 1 dadurch gekenn­ zeichnet daß die Seitenwände 18 des Schlitzes 19 in der Grundrißprojektion parallel in einem Winkel gegen die Senkrechte zur Ebene der Ankerplatte 17 ange­ stellt sind.

3. Anschluß nach Anspruch 1 dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenwände 20 des Schlitzes 19 zum anderen Bauteil hin V-förmig geöffnet sind.

4. Anschluß nach Anspruch 1 dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenwände 22 des Schlitzes nach beiden Seiten X-förmig geöffnet sind.

5. Anschluß nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auflagerfläche 41 des Vorsprungs der Trägerplatte 42 und die zugehörige Paßfläche 43 der Ankerplatte 44 gerundet sind.

6. Anschluß nach Ansprüchen 1 bis 5 dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auflagerfläche 23 der Trägerplatte 24 durch einen Einschnitt 25 stufen­ förmig ausgebildet ist und die zugehörige Paßfläche der Ankerplatte 26 entsprechend hinterschnitten ist.

7. Anschluß nach Ansprüchen 1 bis 5 dadurch ge­ zeichnet, daß auf die balkenseitige Fläche 29 der Ankerplatte 30 vor das untere Ende des Schlitzes eine dünne Blechlasche 31 aufgeschweißt ist und die Trägerplatte 34 unmittelbar hinter der Auflagerfläche 32 mit einem Einschnitt 33 zur Aufnahme der Blechlasche 31 versehen ist.

8. Anschluß nach Anspruch 6 dadurch gekenn­ zeichnet, daß die untere Vorderseite 35 des Einschnitts 33 leicht abgeschrägt ist.

9. Anschluß nach Ansprüchen 1 bis 5 gekenn­ zeichnet durch eine jenseits der Auflager­ fläche nach unten vorspringende Nase 39 am Vorsprung 38 der Trägerplatte, die die Ankerplatte 40 hintergreifen kann.