DE4200455A1 - Verfahren zum verbinden von holzbauteilen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von
wenigstens zwei insbesondere stumpf aneinanderstoßenden,
balkenförmigen Holzbauteilen, von denen wenigstens eines
fest in ein Gebäude eingebaut ist und bei welchem an den
beiden Holzbauteilen wenigstens eine über deren Stoßbe
reich hinwegreichende, plattenförmige Verbindungslamelle,
insbesondere aus Holz, befestigt wird.
Bei der Sanierung von Holzkonstruktionen von Gebäuden,
beispielsweise Holzbalkendecken oder Dachstühlen, können
und sollen die zumeist fest in das Gebäude eingebauten,
kraftübertragenden Balken nicht komplett ausgetauscht
werden. Vielmehr soll lediglich der geschädigte Teil des
Balkens entfernt und der Balken statt dessen durch ein
neues Holzbauteil verlängert werden. Die Verlängerung muß
so erfolgen, daß sie wieder Schub-, Längs- und Querkräfte
übertragen kann, zumal in der Regel der Auflagerbereich
des Balkens geschädigt ist.
Es ist bekannt, zwei Balken durch Anschrauben oder Anna
geln von U-Profilen aus Stahl kraftschlüssig aneinander
anzuschließen. Auch ist es bekannt, Balken durch Anbrin
gen von Beilagen aus Holz miteinander zu verbinden. Die
bisher zur Verbindung von Holzbalken benutzten Verfahren
hatten jedoch den Nachteil, daß sie entweder nicht mate
rialgerecht, d. h. in Form einer Holzverbindung, durchge
führt wurden oder aber, soweit Holzverbindungen benutzt
wurden, daß diese nur unzureichend Kräfte übertragen
konnten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verbinden
mehrerer Holzbauteile anzugeben, das eine hinreichend
kraftübertragende Verbindung der Holzbauteile ermöglicht,
selbst wenn eines der Holzbauteile fest in ein Gebäude
eingebaut ist.
Ausgehend von dem eingangs erläuterten Verfahren, bei
welchem die insbesondere balkenförmigen Holzbauteile
durch mehrere plattenförmige, ebenfalls vorzugsweise aus
Holz bestehende Verbindungslamellen über den Stoßbereich
der Holzbauteile hinweg aneinander befestigt werden, wird
diese Aufgabe durch folgende Schritte gelöst:
- a) Die zu verbindenden Holzbauteile werden relativ zuein ander fixiert,
- b) in wenigstens eine Seitenfläche der Holzbauteile wird eine über den Stoßbereich hinweg in die Holzbauteile sich erstreckende Vertiefung eingearbeitet, insbeson dere eingefräst, deren Boden in den Holzbauteilen in einer gemeinsamen Ebene liegt und deren Tiefe größer ist als die Dicke der Verbindungslamellen,
- c) in die Vertiefung wird eine erste Verbindungslamelle eingesetzt und flächig am ebenen Boden der Vertiefung befestigt,
- d) die Vertiefung wird von dem Stoßbereich weggerichtet über die erste Verbindungslamelle hinaus erweitert, derart, daß die erweiterte Vertiefung einen bündig über die erste Verbindungslamelle hinweg in die Holz bauteile hinein sich erstreckenden ebenen Boden hat,
- e) in die erweiterte Vertiefung wird eine weitere Verbin dungslameile eingesetzt und flächig am Boden der erweiterten Vertiefung sowohl im Bereich der darunter liegenden Verbindungslamelle als auch der Holzbauteile befestigt, wobei die Schrittfolge d) und e) zumindest einmal, vorzugsweise jedoch mehrmals durchgeführt wird.
Dem vorstehend erläuterten Verfahren liegt die Idee
zugrunde, die miteinander zu verbindenden Holzbauteile am
vorgesehenen Einbauort durch eine Vielzahl sandwichartig
übereinander liegender Verbindungslamellen mit gestufter
Länge miteinander zu verbinden und zwar so, daß der
Lamellenstapel über eine Abtreppung in die beiden Holz
bauteile eingreift. Wesentlich ist, daß die Verbindungs
lamellen nacheinander eingebaut werden und jeweils vor
dem Einbau jeder Lamelle eine ebene Auflagefläche herge
stellt wird, auf der die einzubauende Lamelle auf ihrer
gesamten Fläche aufliegen kann. Auf diese Weise wird eine
Verbindung zwischen den beiden Holzbauteilen geschaffen,
die in hohem Maß Kräfte übertragen kann.
Um in jedem Fall Vertiefungen mit ebenem Boden in den
Verbindungsbereich der Holzbauteile einarbeiten zu kön
nen, wird zweckmäßigerweise im Schritt d) die Dicke der
darunter liegenden Verbindungslamelle bei der Herstellung
des bündig ebenen Bodens der erweiterten Vertiefung
verringert. Mit anderen Worten, die Dicke der einzubauen
den Lamelle wird größer gewählt, als es der Enddicke im
fertig eingebauten Zustand entspricht, und die Verbin
dungslamelle wird beim Erweitern der Vertiefung abgeflacht.
Die Vertiefungen werden vorzugsweise gefräst, insbesonde
re mit einer Oberfräse mit einem mit hoher Drehzahl
rotierenden Stiftfräser. Um einen exakt ebenen Boden der
Vertiefung herstellen zu können, wird an den relativ
zueinander fixierten Holzbauteilen bevorzugt eine an
den Holzbauteilen gehaltene Führungsvorrichtung ange
bracht, die eine Verschiebung der Oberfräse in einer
Ebene erlaubt. Es versteht sich, daß die Holzbauteile vor
dem Einbau der Verbindungslamellen mit einer Rohabtrep
pung versehen werden können, die nachfolgend beim Einbau
der Verbindungslamellen nur noch nachgearbeitet werden
muß.
Die Verbindungslamellen können am Boden der Vertiefung
angenagelt oder angeschraubt werden, werden aber zweck
mäßigerweise flächig an dem Boden der Vertiefung ange
klebt. Für hochfeste Verklebungen kann zumindest über den
Verbindungsbereich der Holzbauteile ein Klimazelt gesetzt
werden, in welchem der Verbindungsbereich entsprechend
den Klebevorschriften temperiert und auf einer bestimmten
Luftfeuchtigkeit gehalten werden kann.
Die Vertiefungen, deren Länge jeweils gleich der darin
einzusetzenden Verbindungslamelle ist, werden zweckmäßi
gerweise zur jeweils darunter liegenden Verbindungslamel
le symmetrisch erweitert. Für besonders belastbare Ver
bindungen hat es sich in diesem Zusammenhang als zweckmäßig
erwiesen, wenn die Breite der Erweiterung der
Vertiefung quer zum Stoßbereich, d. h. in Längsrichtung
balkenförmiger Holzbauteile, gleich oder größer ist als
längs des Stoßbereichs, also quer zum Balken. Derartig
bemessene Verbindungslamellen überlappen in einem hinrei
chend großen Flächenbereich mit Flächen der Holzbauteile.
Vorzugsweise werden auf einander gegenüberliegenden
Seiten der beiden Holzbauteile Verbindungslamellenstapel
eingebaut, um den Querschnitt der Holzbauteile besonders
häufig und auch symmetrisch abtreppen zu können. Die auf
gegenüberliegenden Seiten angeordneten Verbindungslamel
lenstapel werden jedoch zweckmäßigerweise quer zum Stoß
bereich, d. h. in Längsrichtung der balkenförmigen Holz
bauteile, um etwa die halbe Breite der Erweiterungen der
Vertiefungen gegeneinander versetzt. Die in Längsrichtung
an den Stirnenden der Verbindungslamellen sich ergebenden
Stoßfugen werden auf diese Weise gleichmäßig längs der
Holzbauteile verteilt und zwar so, daß in jeder Quer
schnittsfläche maximal nur eine Stoßfuge ist.
Die Verbindungslamellen bestehen unter dem Gesichtspunkt
einer materialgerechten Verbindung bevorzugt aus Holz. Es
versteht sich, daß die Verbindungslamellen nicht aus
derselben Holzsorte bestehen müssen, aus der die Holzbau
teile hergestellt sind. Alternativ können auch Holzsorten
höherer Festigkeit oder aber Verbindungslamellen aus
Nichtholzwerkstoffen verwendet werden. Insbesondere kann
daran gedacht werden, flexible Verbindungslamellen zu
benutzen, um beispielsweise bei Fachwerkkonstruktionen
Gelenkknoten zu erreichen.
Im folgenden soll die Erfindung anhand einer Zeichnung
näher erläutert werden. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsge
mäß verlängerten Balkens eines Gebäudes und
Fig. 2 eine erfindungsgemäß hergestellte Knotenverbin
dung einer Balkenkonstruktion eines Gebäudes.
Fig. 1 zeigt einen im Zuge einer Sanierung eines Gebäudes
um einen Holzbalken 1 verlängerten Holzbalken 3, bei
spielsweise eines Dachstuhls oder einer Holzbalkendecke,
der mit dem Gebäude fest verbunden ist, hier mit seinem
Ende im Mauerwerk 5 verankert ist, und ein tragendes
Konstruktionsteil des Gebäudes bildet. Auf einander
gegenüberliegenden Längsseiten der Balken 1, 3, die mit
ihren Stirnenden unter Bildung einer Stoßfuge 7 aneinan
der grenzen, sind Stapel 9 aus jeweils mehreren platten
förmigen Verbindungslamellen 11 in passende Vertiefungen
13 eingeklebt. Die Länge jeder Verbindungslamelle 11 ist
gleich der Länge der Vertiefung 13 bemessen, in die sie
eingesetzt ist innerhalb jedes Stapels 9 sind die Längen
der Verbindungslamellen 11 abgestuft und nehmen vom
Inneren der Balken 1, 3 nach außen hin zu. Die Überstän
de, mit der eine jeweils äußere Verbindungslamelle 11 die
darunter liegende, innere Verbindungslamelle in Längsrich
tung der Balken 1, 3 überragt, sind zur Längsmitte der
innersten Verbindungslamelle 11 symmetrisch. Vorzugsweise
sind sämtliche Überstände gleich groß, wobei die Länge
jedes Überstands quer zu Stoßfuge 7, d. h. in Längsrich
tung der Balken 1, 3 gleich oder größer ist als die
Breite der Verbindungslamellen 11 längs der Stoßfuge 7,
d. h. quer zu den Balken 1, 3. Die Überstände haben damit
quadratische oder in Längsrichtung der Balken 1, 3 recht
eckige Form. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind die
beiden Stapel 9 in Längsrichtung der Balken 1, 3 um die
halbe Länge der Überstände der einzelnen Verbindungsla
mellen 11 gegeneinander versetzt, um zu verhindern, daß
mehr als eine stirnseitige Stoßfuge am Ende jeder Verbin
dungslamelle 11 in derselben Querschnittsebene der Balken
1, 3 liegt. Die Verbindungslamellen bestehen aus Holz und
haben im wesentlichen in Längsrichtung der Balken 1, 3
verlaufende Fasern.
Für die Verlängerung des Balkens 3 aufgrund einer Sanie
rung, bei welcher geschädigte Abschnitte des Balkens 3
herausgeschnitten werden, wird der Balken 1 zunächst in
Flucht des Balkens 3 fixiert, beispielsweise durch nicht
näher dargestellte, vorübergehend angenagelte Latten oder
dergleichen oder gegebenenfalls durch nach erfolgter
Sanierung entfernte Stützkonstruktionen fixiert. Sodann
wird an den fixierten Balken eine bei 15 angedeutete
Führung für eine Fräsvorrichtung, beispielsweise eine
nicht näher dargestellte Oberfräse oder dergleichen,
angebracht, mit deren Hilfe im Verbindungsbereich der
Balken 1, 3 ebene Flächen gefräst werden können, die sich
über die Stoßfuge 7 hinweg parallel zu einer der Balken
flächen in beide Balken 1, 3 hineinerstrecken. Mit Hilfe
der Fräsvorrichtung wird nun die Vertiefung 13 für die
innerste und damit kürzeste Verbindungslamelle 11 sym
metrisch zur Stoßfuge 7 eingefräst und zwar so, daß die
Vertiefung einen ebenen, bündig in die beiden Balken 1, 3
übergehenden Boden hat. Sodann wird die innerste Verbin
dungslamelle 11 flächig eingeklebt, wobei der Klebepreß
druck durch eine hydraulische Presse oder aber durch
Nagel- oder Schraubverbindungen erzeugt wird. In einem
nächsten Schritt wird die bis zur Außenseite der Balken
1, 3 durchgehende innerste Vertiefung in Längsrichtung
der Balken 1, 3 symmetrisch auf die Länge der nächstlie
genden Verbindungslamelle erweitert, wobei auch hier die
Vertiefung wieder einen ebenen Boden erhält, der sich
sowohl über die Erweiterungen als auch die außenliegende
Oberfläche der innersten Verbindungslamelle bündig hin
wegerstreckt. Zweckmäßigerweise wird hierbei ein Teil der
bereits eingeklebten Verbindungslamelle 11 abgetragen.
Die wiederum in ihrer Länge der erweiterten Vertiefung
angepaßte Verbindungslamelle wird erneut flächig einge
klebt und hierbei auch mit der darunterliegenden Verbin
dungslamelle verbunden. Diese Einbauschrittfolge wird
wiederholt, bis die gewünschte Zahl Verbindungslamellen
eingebaut ist. Soweit für die Verklebung spezielle Klima
bedingungen eingehalten werden müssen, kann die Verkle
bung in einem über die Verbindungsstelle der Balken 1, 3
gesetzten Klimazelt erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich nicht nur zur
Verlängerung von Holzbalken, sondern auch zur Sanierung
komplizierterer Holzkonstruktionen, wie zum Beispiel der
Knotenstelle dreier Holzbalken 17, 19, 21, wie dies in
Fig. 2 dargestellt ist. Die Stapel der Verbindungslamel
len brauchen im Einzelfall nicht auf einander gegenüber
liegenden Seiten angeordnet sein, und sie können sich,
wie Fig. 2 für einen Stapel 9a von im wesentlichen T-
förmiger Verbindungslamellen 11a zeigt, auch durch das
gesamte Holzbauteil hindurcherstrecken, so daß der Boden
der ersten flächig einzuklebenden Verbindungslamelle
bereits durch ein der Form der Lamellen entsprechendes,
jedoch ebenfalls eingesetztes Bodenstück 23 gebildet
wird. Der Stapel 9a wird im übrigen in der anhand Fig. 1
erläuterten Weise eingebaut.
Bei der Erläuterung der Fig. 1 und 3 ist davon ausgegan
gen worden, daß die Vertiefungen 13 vollständig bei der
Vorbereitung zum Einbau jeder einzelnen Lamelle einge
fräst werden. Es versteht sich, daß das Verfahren jedoch
auch so durchgeführt werden kann, daß vor dem Einbau der
ersten Verbindungslamelle die miteinander zu verbindenden
Balken 1, 3 bzw. 17, 19, 21 mit einer Rohabtreppung
versehen werden können, die dann beim Einbau der Verbin
dungslamellen nachbearbeitet, zum Beispiel überfräst,
wird.
Claims (11)
1. Verfahren zum Verbinden von wenigstens zwei insbeson
dere stumpf aneinanderstoßenden, balkenförmigen Holz
bauteilen, von denen insbesondere wenigstens eines
fest in ein Gebäude (5) eingebaut ist, bei welchem an
den beiden Holzbauteilen (1, 3; 17, 19, 21) wenigstens
eine über deren Stoßbereich (7) hinwegreichende,
plattenförmige Verbindungslamelle (11; 11a), insbeson
dere aus Holz, befestigt wird,
gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
- a) die zu verbindenden Holzbauteile (1, 3; 17, 19, 21) werden relativ zueinander fixiert,
- b) in wenigstens eine Seitenfläche der Holzbauteile (1, 3; 17, 19, 21) wird eine über den Stoßbereich (7) hinweg in die Holzbauteile (1, 3; 17, 19, 21) sich erstreckende Vertiefung (13) eingearbeitet, deren Boden in den Holzbauteilen (1, 3; 17, 19, 21) in einer geeinsamen Ebene liegt und deren Tiefe größer ist als die Dicke der Verbindungslamelle (11; 11a)
- c) in die Vertiefung (13) wird eine erste Verbindungs lamelle (11; 11a) eingesetzt und flächig am ebenen Boden der Vertiefung (13) befestigt,
- d) die Vertiefung (13) wird von dem Stoßbereich wegge richtet über die erste Verbindungslamelle (11; 11a) hinaus erweitert, derart, daß die erweiterte Ver tiefung (13) einen bündig über die erste Verbin dungslamelle (11; 11a) hinweg in die Holzbauteile (1, 3; 17, 19, 21) hinein sich erstreckenden ebenen Boden hat,
- e) in die erweiterte Vertiefung (13) wird eine weitere Verbindungslamelle (11; 11a) eingesetzt und flächig am Boden der erweiterten Vertiefung (13) sowohl im Be reich der darunterliegenden Verbindungslamelle (11; 11a) als auch der Holzbauteile (1, 3; 17, 19, 21) befestigt, wobei die Schrittfolge d) und e) zumindest einmal durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
im Schritt d) die Dicke der darunterliegenden Verbin
dungslamelle (11; 11a) bei der Herstellung des bündig
ebenen Bodens der erweiterten Vertiefung (13) verrin
gert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Holzbauteile (1, 3; 17, 19, 21) vor dem
Einbau der Verbindungslamellen (11; 11a) mit einer
Rohabtreppung versehen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (13) gefräst
werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
an den relativ zueinander fixierten Holzbauteilen (1,
3; 17, 19, 21) eine an den Holzbauteilen gehaltene
Führungsvorrichtung (15) angebracht wird, die eine
Verschiebung einer Oberfräse in einer Ebene erlaubt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindungslamellen (11; 11a)
flächig am Boden der Vertiefung angeklebt sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verklebung in einem zumindest den Bereich der
Vertiefung umschließenden Klimazelt durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (13) zur jeweils
darunterliegenden Verbindungslamelle (11; 11a) sym
metrisch erweitert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Breite der Erweiterung der Vertiefung (13) quer
zum Stoßbereich (7) gleich oder größer ist als längs
des Stoßbereichs (7).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß auf einander gegenüberliegenden
Seiten der den Holzbauteile (1, 3) Verbindungsla
mellenstapel (9) eingebaut werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die auf gegenüberliegenden Seiten angeordneten
Verbindungslamellenstapel (9) quer zum Stoßbereich
(7) um etwa die halbe Breite der Erweiterungen der
Vertiefungen (13) gegeneinander versetzt sind.
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