EP0550803B1

EP0550803B1 - Verfahren zum Verbinden von Holzbauteilen

Info

Publication number: EP0550803B1
Application number: EP92118086A
Authority: EP
Inventors: Karl Moser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-10
Filing date: 1992-10-22
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: EP0550803A1; ATE138145T1; DE59206309D1; DE4200455A1

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 Stoßbereich hinwegreichende, plattenförmige Verbindungslamelle, insbesondere aus Holz, befestigt wird.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise durch US-A-3094747 bekannt.
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 auch bekannt, zwei Balken durch Anschrauben oder Annageln von U-Profilen aus Stahl kraftschlüssig aneinander anzuschließen. Durch US-A-3094747 ist es bekannt, Balken durch Anbringen von Beilagen aus Holz miteinander zu verbinden. Alle bisher zur Verbindung von Holzbalken benutzten Verfahren hatten jedoch den Nachteil, daß sie entweder nicht materialgerecht, d.h. in Form einer Holzverbindung, durchgeführt 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 zueinander fixiert,
b) in wenigstens eine Seitenfläche der Holzbauteile wird eine über den Stoßbereich hinweg in die Holzbauteile sich erstreckende Vertiefung eingearbeitet, insbesondere eingefräst, deren Boden in den Holzbauteilen in einer gemeinsamen Ebene liegt und deren Tiefe größer ist als die Dicke der Verbindungslamelle,
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 Holzbauteile hinein sich erstreckenden ebenen Boden hat,
e) in die erweiterte Vertiefung wird eine weitere Verbindungslamelle 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 Holzbauteile eingreift. Wesentlich ist, daß die Verbindungslamellen nacheinander eingebaut werden und jeweils vor dem Einbau jeder Lamelle eine ebene Auflagefläche hergestellt 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 konnen, 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 einzubauenden Lamelle wird größer gewählt, als es der Enddicke im fertig eingebauten Zustand entspricht, und die Verbindungslamelle wird beim Erweitern der Vertiefung abgeflacht.
Die Vertiefungen werden vorzugsweise gefräst, insbesondere 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 angebracht, die eine Verschiebung der Oberfräse in einer Ebene erlaubt. Es versteht sich, daß die Holzbauteile vor dem Einbau der Verbindungslamellen mit einer Rohabtreppung 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 zweckmäßigerweise flächig an dem Boden der Vertiefung angeklebt. 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 Lange jeweils gleich der darin einzusetzenden Verbindungslamelle ist, werden zweckmäßigerweise zur jeweils darunter liegenden Verbindungslamelle symmetrisch erweitert. Für besonders belastbare Verbindungen 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 hinreichend 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 Verbindungslamellenstapel werden jedoch zweckmäßigerweise quer zum Stoßbereich, d.h. in Längsrichtung der balkenförmigen Holzbauteile, 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 Querschnittsfläche 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 Holzbauteile 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 erfindungsgemäß verlängerten Balkens eines Gebäudes und
Fig. 2: eine erfindungsgemäß hergestellte Knotenverbindung einer Balkenkonstruktion eines Gebäudes.

Fig. 1 zeigt einen im Zuge einer Sanierung eines Gebäudes um einen Holzbalken 1 verlängerten Holzbalken 3, beispielsweise 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 aneinander grenzen, sind Stapel 9 aus jeweils mehreren plattenförmigen 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 Überstände, mit der eine jeweils äußere Verbindungslamelle 11 die darunter liegende, innere Verbindungslamelle in Längsrichtung 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 Längsrichtung 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 rechteckige 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 Verbindungslamellen 11 gegeneinander versetzt, um zu verhindern, daß mehr als eine stirnseitige Stoßfuge am Ende jeder Verbindungslamelle 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 Sanierung, 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 Balkenflächen in beide Balken 1, 3 hineinerstrecken. Mit Hilfe der Fräsvorrichtung wird nun die Vertiefung 13 für die innerste und damit kürzeste Verbindungslamelle 11 symmetrisch 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 Verbindungslamelle 11 flächig eingeklebt, wobei der Klebepreßdruck 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 nächstliegenden 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 hinwegerstreckt. Zweckmäßigerweise wird hierbei ein Teil der bereits eingeklebten Verbindungslamelle 11 abgetragen. Die wiederum in ihrer Länge der erweiterten Vertiefung angepaßte Verbindungslamelle wird erneut flächig eingeklebt und hierbei auch mit der darunterliegenden Verbindungslamelle verbunden. Diese Einbauschrittfolge wird wiederholt, bis die gewünschte Zahl Verbindungslamellen eingebaut ist. Soweit für die Verklebung spezielle Klimabedingungen eingehalten werden müssen, kann die Verklebung 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 Verbindungslamellen brauchen im Einzelfall nicht auf einander gegenüberliegenden 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 2 ist davon ausgegangen worden, daß die Vertiefungen 13 vollständig bei der Vorbereitung zum Einbau jeder einzelnen Lamelle eingefräst 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 Verbindungslamellen nachbearbeitet, zum Beispiel überfräst, wird.

Claims

Verfahren zum Verbinden von wenigstens zwei insbesondere stumpf aneinanderstoßenden, balkenförmigen Holzbauteilen, 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), insbesondere 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 gemeinsamen Ebene liegt und deren Tiefe größer ist als die Dicke der Verbindungslamelle (11; 11a),

c) in die Vertiefung (13) wird eine erste Verbindungslamelle (11; 11a) eingesetzt und flächig am ebenen Boden der Vertiefung (13) befestigt,

d) die Vertiefung (13) wird von dem Stoßbereich weggerichtet über die erste Verbindungslamelle (11; 11a) hinaus erweitert, derart, daß die erweiterte Vertiefung (13) einen bündig über die erste Verbindungslamelle (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 Bereich 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.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt d) die Dicke der darunterliegenden Verbindungslamelle (11; 11a) bei der Herstellung des bündig ebenen Bodens der erweiterten Vertiefung (13) verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzbauteile (1, 3; 17, 19, 21) vor dem Einbau der Verbindungslamellen (11; 11a) mit einer Rohabtreppung versehen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (13) gefräst werden.
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.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslamellen (11; 11a) flächig am Boden der Vertiefung angeklebt sind.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verklebung in einem zumindest den Bereich der Vertiefung umschließenden Klimazelt durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (13) zur jeweils darunterliegenden Verbindungslamelle (11; 11a) symmetrisch erweitert werden.
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).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf einander gegenüberliegenden Seiten der den Holzbauteile (1, 3) Verbindungslamellenstapel (9) eingebaut werden.
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.