DE8812680U1

DE8812680U1 - Stirnseitiger Anschluß von Holzbalken an andere Bauteile

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Publication number: DE8812680U1
Application number: DE8812680U
Authority: DE
Original assignee: Individual
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Priority date: 1988-06-20
Filing date: 1988-06-20
Publication date: 1988-12-08

Description

FRIEDRICH-WILHELM ENGEL ?&ggr;,&ogr;&ogr; Karlsruhe &igr;

RFr-HTSANWALT STF'PHANiFNStnASSE 3;>

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Dipl.-Ing. Gerhard Meickl Bergstr. 16

5461 ückenfels 6.10.1988

Stirnseitiger Anschluß von Holzbalken an andere Bauteile

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, wooei ein Vorsprung der Trägerplatte über die Balkenstirnfläche vorkragt, der eine untere, im wesentlichen waagerechte Auflagerfläche bpsitzt und mit einer zweiten Metallplatte (Ankerplatte) die mit dem anderen Bauteil fest zu verbinden ist und eine Paßfläche für die Auflagerfläche der Trägerplatte besitzt.

Der stirnseitige Anschluß von Holzbalken an andere Bauteile verursacht auch in der modernen Bautechnik Probleme, weil es häufig nicht gelingt, alle Anforderungen an einen solchen Anschluß gleichzeitig zu erfüllen. Die herkömmliche Anschlußtechnik mit einem Zapfen am Balkenende, der in ein. Aus- sparung 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 Materialverbrauch. Man verwendet für den Anschluß deshalb seit langem Metallbeschläge, hat jedoch auch hier keine allseits zufriedenstellende Lösung entwickeln können.

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Balkenschuiie umfassen das Balkenende von außen und haben meist offenliegende seitliche Laschen, mit denen sie am anderen Bauteil befestigt werden. Die offernliegenden Metallteile bieten einen unschönen Anblick und einen ungenügenden Brandschutz. T-förmige Anschlußteile verursachen bei der Montage einen hohen Arbeltsaufwand, da der Balken erst beim Einbau in die endgültige Position mit dem Anschluüteil verbunden werden kann« Z-Profile (Balken-Z-Profile BOZETT von Bulldog qem. 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 Verdrehur'iyeri dö5 Holies.

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 Hakenp:atten 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 rechtwinkeligen Anschluß eines Nebenträgers an einen Hauptträger oder an eine Wand nicht geeignet. Hierfür gibt es zwar besondere, T-förmige Widerlagerelemente, bei denen die Widerlagerplatte rechtwinkelig auf eiiie flache Metallplatte aufgeschvi?iSt ist, die ihrerseits "it Hilfs von Schrauben N2ⁿsln oder ähnlichen Befestigungsmitteln auf der Fläche des anderen Bauteils befestigt wird. Abgesehen von den relativ hohen Herstellungskosten dieser Widerlagerelemente wird die Auflagerkraft in einigem Abstand von dem anderen Bauteil in dieses Widerlagerelement exzentrisch eingeleitet und dadurch ein Moment erzeugt, welches seine oberen Befestigungselemente unoünstig auf Zug und auf den Hauptträger auf Torsion belastet. Beim Einbau des Nebenträgers senkrecht von oben sind an der Unterseite des Nebenträgers Einführungsschlitze erforderlich, die gegebenenfalls nachträglich 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 herstellen läßt und dabei außerdem soweit vormontiert werden kann, daß der Balken auf einfache Weise in die endgültige Position eingesetzt werden kann und schließlich vol.kommen 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 gelbst, daß die Ankerplatte auf dem gegenüberliegenden Bauteil parallel zur Stirnfläche des Holzbalkens zu befestigen ist und in die Ankerplatte 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 befindet.

Die Ankerplatte kann im gegenüberliegenden Bauteil in eine flache Aussparung eingesetzt werden, die den gegenüberliegenden Bauteil nicht wesentlich schwächt. Sofern sie in einer paßgenauen Ausstemmung in der Druckzone des Hauptträgers angeordnet ist, braucht die Schwächung nicht berücksicht.tjt Zu werden. Sie wird dort mit Hilfe von Schrauben, Nägeln oder ähnlichen Mitteln befestigt. Die Trägerplatte wird in einen senkrechten Schlitz im Trägerende eingesetzt und dort in bekannter Weise mit Hilfe von Bolzen, Stabdübeln oder ähnlichen Elementen befestigt. Das kann schon in der Werkstatt geschehen. Auf der Baustelle wird der Balken einfach von oben mit den vorkragenden Enden der Tragerplatten in die Schlitze der Ankerplatten eingesetzt. Die Auflagerkraft wird vor 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 Bauprax^;iu auftretenden Auflagerkräfte von 5-15 kN über Ankerplatten und Trägerplatten von ca. 6-10 mm Dicke abgetragen werden können. Ore Krafteinleitung ist praktisch nicht exzentrisch, so daß kein Moment entsteht und auf die oberen Befestigungselemente der Ankerplatte praktisch keine Zugkräfte einwirken. Wenn die Ankerplatte in eine Aussparung des gegenüberliegeoden Bauteils eingesetzt wird, wird der Holzbalken fugenlos an das andere Bauteil angeschlossen. Dabei sind die metallenen Anschlußelement*? vollkommen verdeckt und in Holz eingebettet, was ein gutes Aussehen der Verbinduno und eine gute Feuerwider^tanüsdciuer gewährleistet. Der Vorsprung der Ankerplatte ist durch die Seitenwände des Schlitzes gut gestützt und geführt und qegen Verdrehungen des Balkens bzw. des Holzes gesichert.

Die Verbindung ist vor allem für den Anschluß von Nebenträgern an Hauptträgern bestimmt und geeignet, etwa für Flachdachbalken und für Deckenbalken zwischen Holzskeietcträgern. Für die normalen Beiastungsfalle solcher Träger genügt die senkrechte Kraftübertragung von der Auflagerfläche der Trägerplatte auf die zugenörige Paßfläche der Ankerplatte. Im Balken entstehen unter der normalen Belastung 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 Spanplatten, BfettsChäiünyen öder Blcv.nl äSCnen geschehen.

Soll der Balken unter einem in der Grundrißprojektion vom rechten Winkel abweichenden Winkel an das andere Bauteil angeschlossen werden, dann werden bei der Ankerplatte die Seitenwände des Schlitzes vorzugsweise parallel um diesen Winkel gegen die Senkrechte zur Ebene der Ankerplatte angestellt, damit der Vorsprung der Trägerplatte unter diesen Winkel in den Schlitz der Ankerplatte spielfrei 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 beider Seiten X-förmig öffnen. Die:'* Platten sind vielseitig verwendbar, weil der Balken sowohl rechtwinkelig cⁿ auch unter einem von dem rechten Winkel abweichenden Winkel an &aacgr;-— andere

Bauteil angeschlossen werden kann. Jedoch ist es bei diesen Ankerplatten

zweckmäßig, für die verschiedenen Anschlußwinkel Trägerplatten unterschied- \

Iieher Stärke zu verwenden» die unter dem gewünschten Anschlußwinkel spiel- i

frei und gut geführt an den Kanten des Schlitzes anliegen. ■

In weiterer Fortbildung der Erfindung kann eine Sicherung gegen geringere Zugkräfte aus baupraktischen Imponderabilien vorgesehen werden. Zu diesem Zweck kann die Auflagerfläche der Trägerplatte durch einen Einschnitt stufenförmig ausgebildet und die zugehörige Paßfläche der Ankerplatte entsprechend hinterschnitten werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, auf die balkensei ti ge 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 Einschnittes 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- auftreten, 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

Figur 1 den stirnseitigen Balkenanschluß dieser Erfindung von der Seite.

Figur 2 den stirnseitigen Balkenanschluß dieser Erfindung von oben,

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

Figur 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,

Figur 5a und b einen zugfesten Anschluß des Holzbalkens mit stufenförmiger Auflagerfläche der Trägerplatte,

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

Figur 7a und b einen zugfesten Anschluß für stärkere Zugbelastungen,

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

Figur 1 zeigt die Grundform des stirnseitigen Balkenanschlusses von der Seite und Figur 2 denselben Anschluß von oben. In das Ende des Holzbalkens 1 ist ein senkrechter Längsschlitz 4 eingelassen. In diesen Schlitz ist die Trägerplatte 3 eingesetzt und mit durchgeschlagenen Stabdübeln 5 befestigt. Die Trägerplatte kragt mit einem Vorsprung 6 über die Stirnfläche 7 des Holzbalkens vor. An der Unterseite des Vorsprunges 6 befindet sich die Auf iagerflfi :he 12, die in der Grundform eben ausgebildet ist (Figur 3).

Die Ankerplatte 8 ist mit einem nach oben offenen Längschlitz 11 versehen, an dessen unterem Ende sich die Paßfläche 13 für die Auflagerfläche 12 befindet, die in der Grundform ebenso wie die Auflagerfläche 12 eine ebene

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Fläche ist. Die Seitenwände 14 des Schlitzes 11 sind in der Grundform senkrecht zur Hauptflache der Ankerplatte 8 ausgerichtet. Die Breite des Schlitzes 11 entspricht der Breite der Trägerplatte 3, damit eine seitlich« Stabilisierung der Trägerplatte im eingebauten Zustand stattfindet. Die Ankerplatte 8 ist in eine Aussparung 10 im anderen Bauteil 2 eingesetzt und mit Schrauben 9 befestigt. Im zusammengesetzten Zustand ist der Vorsprung 6 der Trägerplatte 3 von oben in den Schlitz 11 der Ankerplatte 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 Baupraxis unvermeidbar sind, kann die Verbindung durch Spanplatten, Brettschalungen oder dergleichen hinreichend gesichert werden, die bei dem vorgesehenen Verwendungszweck 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 abweichenden Winkel an das andere Bauteil 16 angeschlossen werden sollen (Figur 4a), wird der Schlitz 19 vorzugsueise so in die Ankerplatte eingeschnitten, daß seine Seitenwände 18 parallel unter demselben Winkel gegen die Senkrechte zur Ebene der Ankerplatte 17 angestellt sind (Figur 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 vo" 45° in Betracht. Zu demselben Zweck können die Seitenwände 20 des Schlitzes 21 auch V-förmiig zum anderen Bauteil geöffnet sein (Figur 4c) oder als X-förmige Seitemwände 22 ausgebildet werden (Figur 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 gewählt 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.

Zur Sicherung gegen Auszugskräfte kann die Auflagerfläche 23 der Trägerplatte 24 durch einen Einschnitt 25 stufenförmig ausgebildet sein und die zugehörige Paßfläche der Ankerplatte 26 entsprechend hinterschnitten sein. Der Einschnitt und die Hinterschnei dung können so ausgebildet werden, daß die Auflagerkräfte entweder im Bereich des Einschnitts oder im Bereich der hi fiter dem Einschnitt vorspringenden Nase oder in beider. Bereichen übetragen werden. Die hinter dem Einschnitt vorspringende Nase und die zugehörige Hinterschnei dung der Ankerplatte können rechtwinklig ausgeführt werden (Figur 5b, Bezugsziff. 27).

Zur Sicherung gegen Zugkräfte kann stattdessen auf die b^kenseitige Fläche 29 der Ankerplatte 30 vor das untere Ende des Schlitzes eine dünne Blechlasche 31 aufgeschweißt werden, die praktisch nicht dicker ist, als cie Nagelköpfe der Befestigungsmittel der Ankerplatte 30 (Figur 6a). Für diese Ausführungsform wird die Trägerplatte 34 unmittelbar hinter ihrer Auflagerfläche 32 mit einem Einschnitt 33 versehen, der beim Zusammensetzen des Balkenanschlusses über die Blechlasche 31 geführt wird. Um das Einführen zu erleichtern» kann die untere Vorderseite 35 des Einschnitts leicht abgeschrägt werden (Figur 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 dessen Zweck werden die Trägerplatten 37 mit einem längeren Vorsprung 38 versehen. Dieser Vorsprung besitzt an seinem unteren Ende jenseits der Auflagerfläche eine nach unten vorspringende Na·»« 39, die die Ankerplatte 40 hintergreifen und auch stärkere planmäßige Zugkräfte abtragen kann (Figur 7).

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

F'guren 8a und b zeigen den Anschluß der Figur 3 mit gerundeter Auflagerfläche 41 der Trägerplatte 42 und gerundeter Paßfläche 43 der Ankerplatte 44.

In Figur 8c erkennt man eine Ankerplatte der Figur 5b, deren stufenförmige Paßfläche 45 auf beiden Stufen gerundet ist. Figuren 8d und e zeigen den Anschluß nach Figuren 6a bis c mit gerundeter Auflagerfläche 46 der Träger platte 47 und gerundeter Paßflache 48 der Ankerplatte 49. Gerundete Auflagerflächen und Paßflächen können natürlich auch beim Schräganschluß nach Figuren 4a, b und beim zuggesicherten Anschluß nach Figur 7a, b verwendet werden.

Claims

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Stirnseitiger Anschluß von Holzbalken 1 an andere Bauteile 2 (Träger, Stützen, Wände) mit folgenden Merkmalen

a) einer ersten Metallplatte 3 (Trägerplatte), die in einem senkrechten Längsschlitz 4 im Balkenende fest verankerbar 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 verbindbar ist

e) die AnkerpUtte ? 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 befestigbar

g) in die Ankerplatte 8 ist ein nach oben offener Schlitz 11 mit der Breite der Trägerplatte eingelassen zur Aufnahme des Vorsprungs 6 der Trägerplatte 3, an dessen unterem Ende sich die Paßfläche 13 für die Auflagerfläche 12 der Trägerplatte 3 befindet.

2. Anschluß nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände 18 des Schlitzes 19 in der Grundrißprojektion parallel in einem Winkel gegen die Senkrechte zur Ebene der Ankerplatte 17 angestellt sind.

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

4. Anschluß nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände 22 des Schlitzes nach beiden Seiten X-fön g geöffnet sind.

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

6. Anschluß nach Ansprüchen Ibis5 dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagerfläche 23 der Trägerplatte 24 durch einen Einschnitt 25 stufenförmig ausgebildet ist und die zugehörige Paßfläche der Ankerplatte 26 entsprechend hinterschnitten ist.

7. Anschluß nach Ansprüchen Ibis5 dadurch gekennzeichnet, daß auf die balkenseitige Fläche 29 der Ankerplatte 30 vor das untere Ende des Schlitzes eine dünne Blechlasche 31 aufgeschweißt ist und dia Trägerplatte 3< unmittelbar hinter der Auflagerfläche 32 mit einem Einschnitt 33 zur Aufnahme der Blechlasche 31 versehen ist.

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

ⁿ. Anschluß nach Ansprüchen Ibis5 gekennzeichnet durch eine jenseits der Auflagerfläche nach unten vorspringende Nase 39 an Vorsprung 38 der Trägerplatte, die die Ankerplatte 40 hintergreifen kann.